CN110286538A - 显示方法、显示装置、头戴式显示装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种显示方法、显示装置、头戴式显示设备和存储介质。本申请实施方式的显示方法用于头戴式显示设备,头戴式显示设备包括显示器和与显示器分离设置的电致变色元件,电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,显示方法包括:将显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;产生控制指令;根据控制指令调节电致变色元件的施加电压以调节电致变色元件的透光率,从而改变第一背景的属性以形成与显示内容叠加的第二背景。本申请实施方式的显示方法、显示装置、头戴式显示设备和存储介质中,通过控制电致变色元件的施加电压,这样可以改变与显示器的显示内容叠加的背景属性,以满足用户的不同需求,提高了用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,特别涉及一种显示方法、显示装置、头戴式显示装置和存储介质。
背景技术
相关技术中,电子眼镜通过计算系统与光学系统的配合,使用户在佩戴电子眼镜后,看到现实场景中添加的虚拟场景,也即通过增强现实(Augmented Reality,AR)技术使得用户可以在现实世界中增加虚拟场景互动。然而,用户无法改变虚拟场景中以真实环境为背景的颜色等属性,降低了用户体验。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种显示方法、显示装置、头戴式显示装置和存储介质。
本申请实施方式的显示方法用于头戴式显示设备,所述头戴式显示设备包括显示器和与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,所述显示方法包括:
将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;
基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令;
根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
本申请实施方式的显示装置用于头戴式显示设备,所述头戴式显示设备包括显示器和与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,其特征在于,所述显示装置包括:
叠加模块,用于将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;
产生模块,用于产生控制指令;
控制模块,根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
本申请实施方式的头戴式显示设备包括:
壳体;
设置在所述壳体内的显示器;
与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光;和
连接所述显示器连接的处理器,所述处理器用于将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中,及用于基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令并根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
一种包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质,当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行以上所述的显示方法。
本申请实施方式的显示方法、显示装置、头戴式显示设备和存储介质中,通过控制电致变色元件的施加电压,这样可以改变与显示器的显示内容叠加的背景属性,以满足用户的不同需求,提高了用户体验。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施方式的头戴式显示设备的立体示意图;
图2是本申请实施方式的头戴式显示设备的原理结构示意图;
图3是本申请另一实施方式的头戴式显示设备的平面示意图;
图4是本申请实施方式的头戴式显示设备部分结构的平面示意图;
图5是本申请实施方式的头戴式显示设备的调节过程的示意图;
图6是本申请实施方式的头戴式显示设备的调节过程的另一示意图;
图7是本申请另一实施方式的头戴式显示设备部分结构的平面示意图;
图8是本申请又一实施方式的头戴式显示设备部分结构的平面示意图;
图9是本申请实施方式的电致变色元件的平面示意图;
图10是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图11是本申请实施方式的显示装置的模块示意图;
图12是本申请实施方式的显示方法的场景示意图;
图13是本申请实施方式的显示方法的另一个场景示意图
图14是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图15是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图16是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图17是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图18是本申请实施方式的显示方法的场景示意图;
图19是本申请实施方式的显示方法的流程示意图;
图20是本申请实施方式的头戴式显示设备的内部模块示意图。
主要元件符号说明:
头戴式显示设备100、外壳20、收容槽22、外壳顶壁24、外壳底壁26、缺口262、外壳侧壁28、支撑部件30、第一支架32、第一弯折部322、第二支架34、第二弯折部 342、弹性带36、显示器40、屈光部件50、屈光腔52、透光液体54、第一膜层56、第二膜层58、侧壁59、调节机构60、腔体62、滑槽622、滑动件64、驱动部件66、旋钮662、丝杠664、齿轮666、齿条668、驱动电机669、电机轴6691、输入器6692、调节腔68、导光部件70、第一侧71、第二侧72、电致变色元件80、第一导电层81、第二导电层82、电致变色层83、电解质层84、离子存储层85、处理器90、光线传感器91、准直部件92;显示装置200、叠加模块210、产生模块220、控制模块230。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/ 或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
头戴式显示设备通过计算系统与光学系统的配合,在用户在佩戴头戴式显示设备后,可向用户的眼睛发送光学信号,从而实现虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)和混合现实(Mixed Reality,MR)等不同效果。
在增强现实设备中,用户可以通过增强现实设备在现实场景中看到增强现实设备显示的内容。可以理解,环境光线和增强显示设备形成的光线同时进入人眼,如果环境的光线亮度较高,使得增强现实设备的显示亮度与环境亮度的对比度过低,人眼较难看清增强现实设备的显示内容。如果环境的光线亮度较低,使得增强现实设备的显示亮度与环境亮度的对比度过高,虚拟现实设备的显示内容容易刺激人员,造成人眼疲劳。
为了解决增强现实设备的显示亮度与环境亮度的对比度过高或者高低的问题,相关技术一般通过调节增强现实设备的显示亮度。然而,在环境亮度高时,为了提高人眼观察到的画面清晰度,如果提高增强现实设备的显示亮度,那么则使得增强现实设备的功耗较大,产生的大量的热量而影响用户体验。
为解决上述问题,本申请实施方式提供了一种头戴式显示设备100(Head MountDisplay,HMD)。
请参阅图1及图2,本申请实施方式的头戴式显示设备100包括显示器40、导光部件70和电致变色元件80。导光部件70与显示器40分离设置。导光部件70包括相对的第一侧71和第二侧72。导光部件70用于导入显示器40产生的光线并从第一侧 71出射。电致变色元件80设置在第二侧72,电致变色元件80用于调节入射至第二侧 72的环境光量。
本申请实施方式的头戴式显示设备100中,电致变色元件80可以调节从第二侧72入射并从第一侧71出射的环境光量,从而可以减少环境光量对显示器40产生并从第一侧71出射的光线的影响,有利于用户观看显示器40显示的内容,提高用户体验。
可以理解,用户在佩戴头戴式显示设备100时,人眼位于第一侧71外,因此,显示器40产生的光线从第一侧71出射后可以进入人眼内,从而使得用户可以观察到显示器40显示的图像。
环境光线依次经过电致变色元件80、第二侧72和第一侧71后进入人眼中,从而使得用户可以看到环境事物。因此,本申请的电致变色元件80可以调节进入人眼的环境光,从而减少环境光对人眼观察到的图像的影响。
请参阅图1-图3,本申请实施方式的头戴式显示设备100包括外壳20、支撑部件30、屈光部件50、调节机构60、处理器90、光线传感器91和准直部件92。
外壳20为头戴式显示设备100的外部零部件,起到了保护和固定头戴式显示设备100的内部零部件的作用。通过外壳20可以将内部零部件包围起来,可以避免外界因素对这些内部零部件造成直接的损坏。
具体地,在本实施方式中,外壳20可用于固定显示器40、屈光部件50、调节机构60、导光部件70和电致变色元件80中的至少一个。在图3的示例中,外壳20形成有收容槽22,显示器40和屈光部件50收容在收容槽22中。调节机构60部分地从外壳20露出。
外壳20还包括外壳顶壁24、外壳底壁26和外壳侧壁28。外壳底壁26的中部朝向外壳顶壁24形成缺口262。或者说,外壳20大致呈“B”字型。在用户佩戴头戴式显示设备100时,头戴式显示设备100可通过缺口262架设在用户的鼻梁上,这样既可以保证头戴式显示设备100的稳定性,又可以保证用户佩戴的舒适性。调节机构60 可部分地从外壳侧壁28露出,以便用户对屈光部件50进行调节。
另外,外壳20可以通过计算机数控(Computerized Numerical Control,CNC)机床加工铝合金形成,也可以采用聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或者PC和丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯塑料(Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic,ABS)注塑成型。在此不对外壳 20的具体制造方式和具体材料进行限定。
支撑部件30用于支撑头戴式显示设备100。在用户佩戴头戴式显示设备100时,头戴式显示设备100可通过支撑部件30固定在用户的头部。在图3的示例中,支撑部件30包括第一支架32、第二支架34和弹性带36。
第一支架32和第二支架34关于缺口262对称设置。具体地,第一支架32和第二支架34可转动地设置在外壳20的边缘,在用户不需要使用头戴式显示设备100时,可将第一支架32和第二支架34贴近外壳20叠放,以便于收纳。在用户需要使用头戴式显示设备100时,可将第一支架32和第二支架34展开,以实现第一支架32和第二支架34支撑的功能。
第一支架32远离外壳20的一端形成有第一弯折部322,第一弯折部322朝向外壳底壁26弯折。这样,用户在佩戴头戴式显示设备100时,第一弯折部322可架设在用户的耳朵上,从而使头戴式显示设备100不易滑落。
类似地,第二支架34远离外壳20的一端形成有第二弯折部342。第二弯折部342 的解释和说明可参照第一弯折部322,为避免冗余,在此不再赘述。
弹性带36可拆卸地连接第一支架32和第二支架34。如此,在用户佩戴头戴式显示设备100进行剧烈活动时,可以通过弹性带36进一步固定头戴式显示设备100,防止头戴式显示设备100在剧烈活动中松动甚至掉落。可以理解,在其他的示例中,弹性带36也可以省略。
在本实施方式中,显示器40包括OLED显示屏。OLED显示屏无需背光灯,有利于头戴式显示设备100的轻薄化。而且,OLED屏幕可视角度大,耗电较低,有利于节省耗电量。
当然,显示器40也可以采用LED显示器或Micro LED显示器。这些显示器仅作为示例而本申请的实施例并不限于此。
请一并参阅图4,屈光部件50设置在显示器40一侧。本实施方式中,屈光部件位于导光部件70的第一侧71。
屈光部件50包括屈光腔52、透光液体54、第一膜层56、第二膜层58和侧壁59。
透光液体54设置在屈光腔52内。调节机构60用于调节透光液体54的量以调节屈光部件50的形态。具体地,第二膜层58相对于第一膜层56设置,侧壁59连接第一膜层56和第二膜层58,第一膜层56、第二膜层58和侧壁59围成屈光腔52,调节机构60用于调节透光液体54的量以改变第一膜层56和/或第二膜层58的形状。
如此,实现屈光部件50屈光功能的实现。具体地,“改变第一膜层56和/或第二膜层58的形状”包括三种情况:第一种情况:改变第一膜层56的形状且不改变第二膜层58的形状;第二种情况:不改变第一膜层56的形状且改变第二膜层58的形状;第三种情况:改变第一膜层56的形状且改变第二膜层58的形状。请注意,为方便解释,在本实施方式中,以第一种情况为例进行说明。
第一膜层56可具有弹性。可以理解,在屈光腔52中的透光液体54的量变化的情况下,屈光腔52内的压强也随之变化,从而使得屈光部件50的形态发生变化。
在一个例子中,调节机构60将屈光腔52中透光液体54的量减少,屈光腔52内的压强减小,屈光腔52外的压强与屈光腔52内的压强的压差增大,屈光腔52更加凹陷。
在另一个例子中,调节机构60将屈光腔52中透光液体54的量增多,屈光腔52 内的压强增大,屈光腔52外的压强与屈光腔52内的压强的压差减小,屈光腔52更加凸出。
这样,就实现了通过调节透光液体54的量来调节屈光部件50的形态。
调节机构60连接屈光部件50。调节机构60用于调节屈光部件50的形态以调节屈光部件50的屈光度,从而使得屈光部件50的屈光度匹配佩戴者的眼睛的屈光度。这样可以使得用户观察显示画面更加清晰。
具体地,调节机构60包括腔体62、滑动件64、驱动部件66、调节腔68和开关 61。
滑动件64滑动地设置在腔体62中,驱动部件66与滑动件64连接,腔体62和滑动件64共同限定出调节腔68,调节腔68通过侧壁59连通屈光腔52,驱动部件66用于驱动滑动件64相对于腔体62滑动以调整调节腔68的容积以调节屈光腔52内的透光液体54的量。
如此,实现通过滑动件64来调整调节腔68的容积,以调节屈光腔52内的透光液体54的量。在一个例子中,请参阅图5,滑动件64往背离侧壁59的方向滑动,调节腔68的容积增大,调节腔68内的压强减小,屈光腔52内的透光液体54进入调节腔 68,第一膜层56愈发向内凹陷。
在另一个例子中,请参阅图6,滑动件64往朝向侧壁59的方向滑动,调节腔68 的容积减小,调节腔68内的压强增大,调节腔68内的透光液体54进入屈光腔52,第一膜层56愈发向外凸出。
侧壁59形成有流动通道591,流动通道591连通调节腔68和屈光腔52。调节机构60包括设置在流动通道591的开关61,开关61用于控制流动通道591的开闭状态。
在本实施方式中,开关61的数量为两个,两个开关61均为单向开关,其中一个开关61用于控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52,另一个开关61用于控制透光液体54从屈光腔52流至调节腔68。
如此,通过开关61实现透光液体54在调节腔68和屈光腔52之间的流动,以保持侧壁59两侧的压强平衡。如前,调节腔68容积的改变,会引起调节腔68中压强的变化,从而引起现透光液体54在调节腔68和屈光腔52之间的流动。而开关61通过控制流动通道591的开闭状态,来控制透光液体54在调节腔68和屈光腔52之间的流动能否实现,从而控制屈光部件50的形态的调节。
在一个例子中,请参阅图5,控制透光液体54从屈光腔52流至调节腔68的开关 61打开,滑动件64往背离侧壁59的方向滑动,调节腔68的容积增大,调节腔68内的压强减小,屈光腔52内的透光液体54通过开关61进入调节腔68,第一膜层56愈发向内凹陷。
在另一个例子中,控制透光液体54从屈光腔52流至调节腔68的开关61关闭,即使滑动件64往背离侧壁59的方向滑动,调节腔68的容积增大,调节腔68内的压强减小,屈光腔52内的透光液体54也无法进入调节腔68,第一膜层56的形态不发生改变。
在又一个例子中,请参阅图6,控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52的开关61打开,滑动件64往朝向侧壁59的方向滑动,调节腔68的容积减小,调节腔68 内的压强增大,调节腔68内的透光液体54通过开关61进入屈光腔52,第一膜层56 愈发向外凸出。
在又一个例子中,控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52的开关61关闭,即使滑动件64往朝向侧壁59的方向滑动,调节腔68的容积减小,调节腔68内的压强增大,调节腔68内的透光液体54也无法进入屈光腔52,第一膜层56的形态不发生改变。
驱动部件66可基于多种结构和原理实现其驱动滑动件64滑动的功能。
在图2、图3、图4、图5和图6的示例中,驱动部件66包括旋钮662和丝杠664,丝杠664连接旋钮662和滑动件64,旋钮662用于驱动丝杠664转动以带动滑动件64 相对于腔体62滑动。
如此,实现通过旋钮662和丝杠664来驱动滑动件64。由于丝杠664和旋钮662 的配合可将旋钮662的回转运动转化为丝杠664直线运动,在用户旋转旋钮662时,丝杠664即可带动滑动件64相对于腔体62滑动,从而引起调节腔68容积的变化,进而调节屈光腔52内的透光液体54的量。旋钮662可自外壳20露出,以方便用户旋转。
具体地,旋钮662上形成有螺纹部,丝杠664上形成有与旋钮662配合的螺纹部,旋钮662和丝杠664螺纹连接。
在旋钮662旋转的同时,开关61可对应地打开。如此,使得透光液体54可以流动,保证侧壁59两侧的压强平衡。
在一个例子中,旋钮662顺时针旋转,滑动件64往背离侧壁59的方向滑动,则将控制透光液体54从屈光腔52流至调节腔68的开关61打开。在另一个例子中,旋钮662逆时针旋转,滑动件64往朝向侧壁59的方向滑动,则将控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52的开关61打开。
请注意,本实施方式中,没有关联旋钮662的旋转角度与屈光部件50的屈光度数,用户将旋钮662旋转到视觉体验最佳的位置即可。当然,在其他的实施方式中,也可以关联旋钮662的旋转角度与屈光部件50的屈光度数。在此,不对旋钮662的旋转角度与屈光部件50的屈光度数是否关联进行限定。
请参阅图7,驱动部件66包括齿轮666和与齿轮666啮合的齿条668,齿条668 连接齿轮666和滑动件64,齿轮666用于驱动齿条668移动以带动滑动件64相对于腔体62滑动。
如此,实现通过齿轮666和齿条668来驱动滑动件64。由于齿轮666和齿条668 的配合可将齿轮666的回转运动转化为齿条668直线运动,在用户旋转齿轮666时,齿条668即可带动滑动件64相对于腔体62滑动,从而引起调节腔68容积的变化,进而调节屈光腔52内的透光液体54的量。齿轮666可自外壳20露出,以方便用户旋转。
类似地,在齿轮666旋转的同时,开关61可对应地打开。如此,使得透光液体54 可以流动,保证侧壁59两侧的压强平衡。
在一个例子中,齿轮666顺时针转动使得齿条668啮合在齿轮666上,齿条668 的长度缩短,拉动滑动件64往背离侧壁59的方向移动,则将控制透光液体54从屈光腔52流至调节腔68的开关61打开。
在另一个例子中,齿轮666逆时针转动使得啮合在齿轮666上的齿条668从齿轮666脱离,齿条668的长度增长,推动滑动件64往朝向侧壁59的方向移动,则将控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52的开关61打开。
类似地,本实施方式中,没有关联齿轮666的旋转角度与屈光部件50的屈光度数,用户将齿轮666旋转到视觉体验最佳的位置即可。当然,在其他的实施方式中,也可以关联齿轮666的旋转角度与屈光部件50的屈光度数。在此,不对齿轮666的旋转角度与屈光部件50的屈光度数是否关联进行限定。
请参阅图8,驱动部件66包括驱动电机669,驱动电机669的电机轴6691连接滑动件64,驱动电机669用于驱动滑动件64相对于腔体62滑动。
如此,实现通过驱动电机668驱动滑动件64。具体地,驱动电机669可为线性电机。线性电机结构简单,不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,可以减小运动惯量并提高动态响应性能和定位精度。通过驱动电机668驱动滑动件64,使得对滑动件64的驱动具有可编辑性。例如,可以通过事先的校准,将驱动电机668与屈光的度数关联起来。用户可以直接输入屈光的度数,驱动电机668自动运转驱动滑动件64 滑动到对应的位置。
进一步地,驱动部件66还可以包括输入器6692,输入器6692包括但不限于按键、旋钮或触摸屏等装置。在图8的示例中,输入器6692为按键,两个按键分别设置在腔体62的相对两侧。按键可自外壳20露出,以方便用户按压。按键可根据外力按压的次数或时长控制驱动电机669的工作时长,从而控制滑动件64的滑动距离。
类似地,在驱动电机669工作的同时,开关61可对应地打开。如此,使得透光液体54可以流动,保证侧壁59两侧的压强平衡。
在一个例子中,用户按压两个按键中的一个按键,驱动电机轴6691伸长,电机轴6691推动滑动件64往朝向侧壁59的方向移动,则将控制透光液体54从调节腔68流至屈光腔52的开关61打开。
在另一个例子中,用户按压两个按键中的另一个按键,驱动电机轴6691缩短,电机轴6691拉动滑动件64往背离侧壁59的方向移动,则将控制透光液体54从屈光腔 52流至调节腔68的开关61打开。
需要注意的是,屈光部件50的结构不仅包括以上的屈光腔52、透光液体54、第一膜层56、第二膜层58和侧壁59,只要保证屈光部件50可以实现屈光度的改变的效果即可。例如,在其他方式中,屈光部件50包括多个镜片和驱动件,驱动件用于驱动每个镜片从收容位置移动到屈光位置。这样,即可通过多个镜片的组合,来改变屈光部件50的屈光度。当然,驱动件也可驱动移动到屈光位置上的每个镜片在屈光光轴上移动,从而改变屈光部件50的屈光度。
因此,以上的屈光部件的形态包括屈光部件的形状和状态,以上屈光腔52、透光液体54、第一膜层56、第二膜层58和侧壁59的结构方式通过改变第一膜层56和/或第二膜层58的形状以实现屈光度的改变;以上多个镜片和驱动件的结构方式,通过改变镜片的状态以实现屈光度的改变。
请参阅图2及图3,导光部件70位于屈光部件50和电致变色元件80之间。导光部件70可以为板状的导光元件,导光部件70可以采用树脂等透光材料制成。如图2 所示,显示器40产生的光线进入导光部件70内之后,不同传播方向的光线在导光部件70内产生全反射传播,最终从导光部件70的第一侧71出射至导光部件70外,以使人眼可以观察到显示器40显示的内容。
电致变色元件80可以通过光学胶固定在导光部件70。电致变色元件80的透光率在电致变色元件80被施加电压后改变。如此,通过改变电致变色元件80的透光率可以调节经过电致变色元件80的光量,从而可以调节经过第二侧72和第一侧71的环境光量。
可以理解,电致变色元件80在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。如此使得电变色元件能够实现透光率的改变。
具体地,请参阅9,电致变色元件80包括层叠设置的第一导电层81、第二导电层 82和电致变色层83,电致变色层83设置在第一导电层81和第二导电层82之间。第一导电层81和第二导电层82用于配合向电致变色层83施加电压。
如此,第一导电层81和第二导电层82可以为电致变色提供电压,以使电致变色的透光率可以改变,从而改变电致变色的透光率。
第一导电层81可以为氧化铟锡(ITO)或者纳米银形成的。由此,第一导电层81可以具有良好的导电性以及较高的透明度。根据本发明的实施例,第一导电层81的方阻小于100Ω。由此,该第一导电层81具有良好的导电性能,减少使用电致变色功能时的能耗。当变色层是通过电聚合形成的时,第一导电层81可以是由ITO形成的,方阻可以为小于50欧姆,如可以小于30欧姆。并且有利于通过电聚合在第一导电层 81的表面形成变色层。
此外,该第一导电层81具有较高的透明度,可以较好的呈现变色层产生的颜色。第一导电层81可以是通过物理气相沉积而形成的。第二导电层82的特征与第一导电层81的特征类似,在此不再赘述。
电致变色层83在不同的状态(氧化态、还原态、中性态)时可以显示出不同颜色,实现不同的颜色变化,得到多种外观效果。电致变色层83可以为有机电致变色层83,其呈现的颜色多样,时效性高。形成电致变色层83的具体方式不受特别限制,例如,可以是通过电聚合的方式形成的。
电致变色层83的厚度不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如,电致变色层83的厚度可以小于200nm。由此,进一步提升变色效果。该变色层可以为有机电致变色层83,其呈现的颜色多样,时效性高。
电致变色层83可选择的材料包括氧化钨、氧化钼、氧化钛、普鲁士蓝、聚噻吩、紫精等材料中的一种或多种,当然,电致变色层83的材料不仅仅为上述几种材料的单一选择或者是多种组合,在不同情况下电致变色层83还可以采用其他材料组成。在此不对电致变色层83的具体材料做限定。
本申请实施方式中,电致变色元件80包括电解质层84和离子存储层85,电解质层84和离子存储层85依次层叠设置在电致变色层83和第二导电层82之间。如此,电解质层和离子存储层85可以保证电致变色层83可以正常的改变透光率。
电解质是影响器件变色性能、循环寿命以及耐候性的重要因素之一,主要参数为离子电导率、透明度、化学、热及光稳定性和安全性。
电解质层84可以是液态的也可以是固态的。凝胶状或固态聚合物电解质是将盐溶解于极性聚合物基质中构成的传导离子的物相。凝胶状或固态聚合物电解质电化学稳定性好,使用高分子固体作为支撑骨架,可塑性好,可以进行机械加工。
在一个例子中,电解质层84可以是由胶状材料构成的,胶状材料包括胶材、增塑剂、导电离子以及溶剂,电解质层84是可以通过丝凝胶印刷或滚涂形成的。由胶状材料形成的电解质层84,与液态电解质相比具有高稳定性、寿命长等优点,不会产生鼓泡或者电解液外漏等不良现象,从而可以提高电致变色元件80的使用寿命。
离子存储层85可以储存电荷,可以存储电致变色层83发生氧化还原等反应时产生的电荷,保持整体电致变色元件80的电荷平衡,进一步提升电致变色元件80的性能。
离子存储层85包括氧化镍NiO、聚苯胺等材料中的一种或多种。可以理解的是,离子存储层85的材料不仅仅为上述几种材料的单一选择或者是多种组合,在不同情况下离子存储层85还可以采用其他材料组成。在此不对离子存储层85的具体材料做限定。
本申请实施方式中,处理器90与电致变色元件80连接。处理器90用于控制电致变色元件80的透光率以使电致变色元件80调节入射至第二侧72的环境光量。如此,处理器90可以准确地调节电致变色元件80的透光率。
如以上所述,处理器90可以控制施加至电致变色元件80的电压,从而控制电致变色元件80的透光率。或者说,电致变色元件80的透光率通过调节电致变色元件80 的施加电压控制。处理器90可以包括电路板和设置在电路板上的处理芯片等元器件。
光线传感器91与处理器90连接。光线传感器91用于检测环境亮度,处理器90 用于根据环境亮度调节电致变色元件80的透光率,其中,环境亮度与电致变色元件80 的透光率为反相关关系。
如此可以自动调节电致变色元件80的透光率以使用户可以清楚地观察到显示器40显示的内容,并且用户不易疲劳。
在环境亮度增大时,电致变色元件80的透光率降低;在环境亮度降低时,电致变色元件80的透光率增大。这样使得显示器40的显示画面的对比度在人眼观看的舒适区,提高用户体验。
准直部件92设置在显示器40和导光部件70之间,准直部件92用于将显示器40 产生的光线准直后出射至导光部件70。如此,准直部件92可以将显示器40产生的光线变成平行光后进入导光部件70中,从而可以减少光线的损失。
准直部件92可以包括多个透镜,多个透镜叠加一起可以准直光线。显示器40产生的光线经过准直部件92后进入导光部件70中,光线在导光部件70中全反射或者衍射后从导光部件70的第一侧71出射。
请参阅图10,本申请实施方式还提供了一种显示方法,显示方法用于头戴式显示设备100,头戴式显示设备100包括显示器40和与显示器40分离设置的电致变色元件 80,电致变色元件80用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,显示方法包括:
S101,将显示器40的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;
S102,基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令;
S103,根据控制指令调节电致变色元件80的施加电压以调节电致变色元件80的透光率,从而改变第一背景的属性以形成与显示内容叠加的第二背景。
本申请实施方式的显示装置200包括叠加模块210、产生模块220和控制模块230。步骤S101可以有叠加模块210执行;步骤S102可以由产生模块220执行;步骤S103 可以由控制模块230执行。或者说,叠加模块210用于将显示器40的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中。产生模块220用于基于显示内容和/或第一背景产生控制指令。控制模块230用于根据控制指令调节电致变色元件80的施加电压以调节电致变色元件80的透光率,从而改变第一背景的属性以形成与显示内容叠加的第二背景。
另外,步骤S101-S103可以由处理器90执行。或者说,处理器90用于将显示器 40的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中,及用于基于所述显示内容和/或第一背景产生控制指令并根据控制指令调节电致变色元件80的施加电压以调节电致变色元件80的透光率,从而改变第一背景的属性以形成与显示内容叠加的第二背景。
本申请实施方式的显示方法、显示装置200和头戴式显示设备100中,通过控制电致变色元件80的施加电压,这样可以改变与显示器40的显示内容叠加的背景属性,以满足用户的不同需求,提高了用户体验。
具体地,在步骤S101中,如以上所讨论的,显示器40产生的光线和环境光可以进入人眼中,因此,用户在可以在现实环境中看到显示器40的显示内容。由于电致变色元件80可以过滤进入人眼的环境光,因此,用户观察到的显示器40的显示内容的第一背景是基于现实环境形成的。可以理解,在电致变色元件80没有过滤进入佩戴者的眼睛的环境光前,与显示器40的显示内容叠加的是现实环境,或者说,现实环境作为显示内容的背景。
在步骤S102中,控制指令可以通过用户输入形成。如此,用户可以根据不同的爱好需求控制显示内容的背景,从而可以提高用户体验。
在一个例子中,头戴式显示设备100上设置有触发控制指令产生的按键。在用户按下该按键时,可以触发产生控制指令。在另一个例子中,头戴式显示设备100可以与手柄、手机等移动终端连接。用户可以通过移动终端上的输入装置触发控制指令形成。例如,用户点击移动终端的触摸屏或者按下移动终端的按键时,可以触发控制指令形成。
在步骤S103中,调节电致变色元件80的透光率可以指的是调节电致变色元件80的整体透光率,也可以指的是调节电致变色元件80的部分透光率。例如,调节电致变色元件80的施加电压后,电致变色元件80的中间部分的透光率降低,而边缘部分的透光率不变。
可以理解,第一背景的属性改变后可以形成第二背景,此时显示器40的显示内容与第二背景叠加。第一背景的属性包括颜色、尺寸及形状中的至少一种。或者说,可以改变第一背景的颜色、尺寸以及形状中的至少一种以形成第二背景。
在一个例子中,第一背景的颜色为白色,在调节电致变色元件80的施加电压后,可以调节电致变色元件80的透光率,以将第一背景的颜色改为蓝色,从而得到颜色为蓝色的第二背景。此时,可以理解,显示器40的显示内容基于颜色为蓝色的第二背景显示。
请参阅图12,在另一个例子中,第一背景的形状为长方形,在调节电致变色元件80的施加电压后,可以调节电致变色元件80的透光率,以将第一背景的形状改为圆形,从而得到形状为圆形的第二背景。此时,可以理解,显示器40的显示内容基于形状为圆形的第二背景显示。
请参阅图13,在又一个例子中,第一背景的尺寸为单位1,在调节电致变色元件 80的施加电压后,可以调节电致变色元件80的透光率,使得电致变色元件80的边缘部分的透光率为0,以将第一背景的尺寸缩小为单位0.8,从而得到尺寸为单位0.8的第二背景。此时,可以理解,显示器40的显示内容基于尺寸为单位0.8的第二背景显示。
请参阅图14,在一些实施方式中,步骤S102包括:
判断显示内容的属性是否满足预设条件;和
在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
如此,根据显示内容的属性产生控制指令,这样可以使得头戴式显示设备100满足用户的需求,提高了用户体验。
进一步地,请参阅图14,在一些实施方式中,在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令的步骤包括:
S104,采集与显示内容对应的现实环境的图像;
S105,根据现实环境的图像和显示内容计算第一背景与显示内容的对比度;
S106,在所述对比度为第一预设对比度时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景与显示内容的对比度为第二预设对比度,所述第二预设对比度与所述第一预设对比度不同。
在一些实施方式中,步骤S104-S105可以由处理器90执行,或者说,处理器90 用于采集与显示内容对应的现实环境的图像,及用于根据现实环境的图像和显示内容计算第一背景与显示内容的对比度,以及用于在所述对比度为第一预设对比度时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景与显示内容的对比度为第二预设对比度。
如此,通过调节第一背景与显示器40的显示内容的对比度,这样可以使得显示内容显示得更加清晰,有利于用户清晰地看到显示内容。
具体地,在步骤S104中,头戴式显示设备100上可以设置摄像头等摄像模块,摄像模块可以拍摄现实环境的图像并将现实环境的图像传送给处理器90,以使处理器90 可以采集现实环境的图像。
在步骤S104中,由于第一背景是基于现实环境得到的,因此,可以根据现实环境的图像计算得到第一背景与显示内容的对比度。
在步骤S104中,若第一背景与显示内容的对比度不满足预定条件,则调节电致变色元件80的透光率以使第二背景与显示内容的对比度满足预定条件,从而提高显示内容的显示清晰度。例如,在第一背景与显示内容的对比度较低时,则提高第一背景与显示内容的对比度,使得第二背景与显示内容的对比度为预设对比度。
可以理解,显示内容与背景的对比度越大,显示内容与背景的反差越大,从而可以增大显示内容与背景之间的差异。
请参阅图15,在一些实施方式中,在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令的步骤包括:
S107,在预设时间内采集两次显示内容;
S108,在两次所述显示内容具有差异时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景的颜色与第一背景的颜色具有差异。
在一些实施方式中,步骤S107-S108可以由处理器90执行,或者说,处理器90 用于在预设时间内采集两次显示内容;以及用于在两次所述显示内容具有差异时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景的颜色与第一背景的颜色具有差异。
如此,第一背景的颜色随着显示内容的改变而改变,这样可以明显地提示用户显示内容发生了改变,避免用户错过重要的内容信息。例如,显示内容为排列的图标,在个别图标改变时,用户可能无法注意到图标已经改变,此时,如果第一背景的颜色发生了改变,那么则可以较佳地提醒用户显示内容的改变。在一个例子中,预设时间为1秒、2秒等时间段。
请参阅图16,在一些实施方式中,在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令的步骤包括:
S109,判断显示内容是否为文本内容;
S110,在显示内容为文本内容时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以改变第一背景的颜色,使得第二背景的颜色为预定颜色。
在一些实施方式中,处理器90用于判断显示内容是否为文本内容;以及用于在显示内容为文本内容时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以改变第一背景的颜色,使得第二背景的颜色为预定颜色。
在一个例子中,在显示内容为文本内容的情况下,控制第二背景的颜色为暖白色,以减少第二背景对眼镜的刺激,从而减少用户的用眼疲劳。如此可以有效地保护用户的视力。
请参阅图17及图18,在一些实施方式中,在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令的步骤包括:
S111,判断显示内容是否包括预定物体图像;
S112,在显示内容包括预定物体图像时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以改变第一背景的形状,使得第二背景形成圈设预定物体图像的轮廓的图形。
在一些实施方式中,步骤S111及步骤S112可以由处理器90执行。或者说,处理器90用于判断显示内容是否包括预定物体图像;以及用于在显示内容包括预定物体图像时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以改变第一背景的形状,使得第二背景形成圈设预定物体图像的轮廓的图形。
如图18所示,在显示内容中包括预定人物图像时,第二背景形成圈设预定人物图像的图形,该图形可以为虚线围成封闭图形。进一步地,可以控制圈设预定物体图像的图形闪动。如此,可以使得用户快速地锁定预定物体。例如,用户通过头戴式显示设备100玩游戏时,可以控制电致变色元件80的施加电压,以使第二背景形成圈设游戏中的预定物体图像,以实现特定的效果。
在一些实施方式中,步骤S102包括步骤:
判断所述第一背景的属性是否满足预设条件;和
在所述第一背景的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
如此,根据第一背景的属性产生控制指令,这样可以使得头戴式显示设备100满足用户的需求,提高了用户体验。
请参阅图19,在一些实施方式中,在显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令的步骤包括:
S113,采集与显示内容对应的现实环境的图像;
S114,根据现实环境的图像判断第一背景的背景色和显示内容的背景色是否一致;
S115,在第一背景的背景色和显示内容的背景色不一致时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景的背景色与显示内容的背景色一致。
在一些实施方式中,步骤S113-S115可以由处理器90执行,或者说,处理器90 用于采集与显示内容对应的现实环境的图像,及用于根据现实环境的图像判断第一背景的背景色和显示内容的背景色是否一致;以及用于在第一背景的背景色和显示内容的背景色不一致时产生控制指令,控制指令用于调节电致变色元件80的透光率以控制第二背景的背景色与显示内容的背景色一致。
如此,将第二背景的背景色与显示内容的背景色调整为一致,这样可以显示内容的清晰度,使得用户可以清楚地看到显示内容,提高了用户体验。
在步骤S1113中,可以理解,在电致变色元件80未施加电压前,第一背景的背景色为现实环境的背景色。例如,头戴式显示设备100在白色的墙体上叠加显示内容,那么第一背景的背景色为白色。
在步骤S114中,假若第一背景的背景色为蓝色,而显示内容的背景色为红色,那么通过改变电致变色元件80的施加电压,以使第二背景的背景色为红色,这样使得显示内容本身更加明显,可以便于用户分辨显示内容本身,从而可以提高用户的应用体验。
本申请实施方式还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质,当计算机可执行指令被一个或多个处理器90 执行时,使得处理器90执行上述任一实施方式的显示方法。
图20为一个实施例中的头戴式穿戴设备100的内部模块示意图。头戴式穿戴设备100包括通过系统总线109连接的处理器90、存储器102(例如为非易失性存储介质)、内存储器103、显示装置104和输入装置105。
处理器90可用于提供计算和控制能力,支撑整个头戴式穿戴设备的运行。头戴式穿戴设备的内存储器103为存储器102中的计算机可读指令运行提供环境。头戴式穿戴设备的显示装置104可以是设置在头戴式穿戴设备上的显示器40,输入装置105可以是设置在头戴式穿戴设备100上设置的按键、轨迹球或触控板,也可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。该头戴式穿戴设备可以是智能手环、智能手表、智能头盔、电子眼镜等。
本领域技术人员可以理解,图中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的示意图,并不构成对本申请方案所应用于其上的头戴式穿戴设备的限定,具体的头戴式穿戴设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。尽管已经示出和描述了本申请的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (20)
1.一种显示方法,用于头戴式显示设备,其特征在于,所述头戴式显示设备包括显示器和与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,所述显示方法包括:
将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;
基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令;
根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
2.根据权利要求1所述的显示方法,其特征在于,所述基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令,包括:
判断所述显示内容的属性是否满足预设条件;和
在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
3.根据权利要求2所述的显示方法,其特征在于,所述在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令,包括:
采集与所述显示内容对应的所述现实环境的图像;
根据所述现实环境的图像和所述显示内容计算所述第一背景与所述显示内容的对比度;
在所述对比度为第一预设对比度时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景与所述显示内容的对比度为第二预设对比度。
4.根据权利要求2所述的显示方法,其特征在于,所述在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令,包括:
在预设时间内采集两次所述显示内容;
在两次所述显示内容具有差异时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景的颜色与所述第一背景的颜色具有差异。
5.根据权利要求2所述的显示方法,其特征在于,所述在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令,包括:
判断所述显示内容是否为文本内容;
在所述显示内容为所述文本内容时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以改变所述第一背景的颜色,使得所述第二背景的颜色为预定颜色。
6.根据权利要求2所述的显示方法,其特征在于,所述在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令,包括:
判断所述显示内容是否包括预定物体图像;
在所述显示内容包括所述预定物体图像时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以改变所述第一背景的形状,使得所述第二背景形成圈设所述预定物体图像的轮廓的图形。
7.根据权利要求1所述的显示方法,其特征在于,所述基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令,包括:
判断所述第一背景的属性是否满足预设条件;和
在所述第一背景的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
8.根据权利要求7所述的显示方法,其特征在于,在所述第一背景的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令,包括:
采集与所述显示内容对应的所述现实环境的图像;
根据所述现实环境的图像判断第一背景的背景色和所述显示内容的背景色是否一致;
在所述第一背景的背景色和所述显示内容的背景色不一致时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景的背景色与所述显示内容的背景色一致。
9.一种显示装置,用于头戴式显示设备,其特征在于,所述头戴式显示设备包括显示器和与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光,其特征在于,所述显示装置包括:
叠加模块,用于将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中;
产生模块,用于基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令;
控制模块,根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
10.一种头戴式显示设备,其特征在于,包括:
壳体;
设置在所述壳体内的显示器;
与所述显示器分离设置的电致变色元件,所述电致变色元件用于过滤进入佩戴者的眼睛的环境光;和
连接所述显示器连接的处理器,所述处理器用于将所述显示器的显示内容叠加至基于现实环境的第一背景中,及用于基于所述显示内容和/或所述第一背景产生控制指令并根据所述控制指令调节所述电致变色元件的施加电压以调节所述电致变色元件的透光率,从而改变所述第一背景的属性以形成与所述显示内容叠加的第二背景。
11.根据权利要求10所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于判断所述显示内容的属性是否满足预设条件;及用于在所述显示内容的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
12.根据权利要求11所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于采集与所述显示内容对应的所述现实环境的图像;及用于根据所述现实环境的图像和所述显示内容计算所述第一背景与所述显示内容的对比度;以及用于在所述对比度为第一预设对比度时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景与所述显示内容的对比度为第二预设对比度。
13.根据权利要求11所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于在预设时间内采集两次所述显示内容;及用于在两次所述显示内容具有差异时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景的颜色与所述第一背景的颜色具有差异。
14.根据权利要求11所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于判断所述显示内容是否为文本内容;以及用于在所述显示内容为所述文本内容时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以改变所述第一背景的颜色,使得所述第二背景的颜色为预定颜色。
15.根据权利要求11所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于判断所述显示内容是否包括预定物体图像;以及用于在所述显示内容包括所述预定物体图像时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以改变所述第一背景的形状,使得所述第二背景形成圈设所述预定物体图像的轮廓的图形。
16.根据权利要求10所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于判断所述第一背景的属性是否满足预设条件;及用于在所述第一背景的属性满足所述预设条件时产生所述控制指令。
17.根据权利要求16所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述处理器用于采集与所述显示内容对应的所述现实环境的图像;及用于根据所述现实环境的图像判断第一背景的背景色和所述显示内容的背景色是否一致;以及用于在所述第一背景的背景色和所述显示内容的背景色不一致时产生所述控制指令,所述控制指令用于调节所述电致变色元件的透光率以控制所述第二背景的背景色与所述显示内容的背景色一致。
18.根据权利要求10所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述头戴式显示设备还包括与所述显示器分离设置的导光部件,所述导光部件包括第一侧和与所述第一侧相背设置的第二侧,所述导光部件用于导入所述显示器产生的光线并从所述第一侧出射,所述电致变色元件设置在所述第二侧。
19.根据权利要求18所述的头戴式显示设备,其特征在于,所述头戴式显示设备包括设置在所述第一侧的屈光部件和连接所述屈光部件的调节机构,所述调节机构用于调节所述屈光部件的形态以调节所述屈光部件的屈光度,从而使得所述屈光部件的屈光度匹配佩戴者的眼睛的屈光度。
20.一种包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质,其特征在于,当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1-8中任一项所述的显示方法。
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