CN203433196U - 电子设备 - Google Patents

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贺志强
刘俊峰
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Abstract

本实用新型提供了一种电子设备,其包括:本体装置,包括处理单元,处理单元用于生成第一图像以及执行显示控制;固定装置,其与本体装置连接,固定装置至少包括一固定状态,在固定状态下,固定装置能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,环状空间或近似环状空间能围绕在满足第二预定条件的柱状体外围;以及第一显示单元,设置在本体装置或固定装置上,用于输出第一图像,其中第一显示单元包括第一显示组件和第一光学组件,第一显示组件用于显示第一图像;第一光学组件用于接收从第一显示组件发出的与第一图像对应的光线,并对第一图像对应的光线进行光路转换,以形成第一图像对应的放大虚像。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及电子设备的领域,更具体地,本发明涉及一种内置近眼显示系统的电子设备。
背景技术
目前,诸如智能手表的穿戴式电子设备通常只配备有传统的显示器,诸如液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器、有机发光二极管(OLED)显示器等。由于受限于诸如智能手表的穿戴式电子设备本身的尺寸,其所配备的传统显示器的显示面积通常很小,只能显示有限的信息。
因此,希望提供一种电子设备,其能够不受诸如智能手表的穿戴式电子设备本身的尺寸的限制,提供更大尺寸和更高分辨率的图像或视频显示,从而提升相关的用户体验。
发明内容
根据本发明实施例,提供了一种电子设备,包括:本体装置,包括处理单元,所述处理单元用于生成第一图像以及执行显示控制;固定装置,其与所述本体装置连接,所述固定装置至少包括一固定状态,在所述固定状态下,所述固定装置能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,所述环状空间或所述近似环状空间能围绕在满足第二预定条件的柱状体外围;以及第一显示单元,设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于输出所述第一图像,其中所述第一显示单元包括第一显示组件和第一光学组件,所述第一显示组件用于显示所述第一图像;所述第一光学组件用于接收从所述第一显示组件发出的与所述第一图像对应的光线,并对所述第一图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第一图像对应的放大虚像。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述第一光学组件的至少一部分为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足预定条件的组件。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述电子设备在与所述第一光学组件的至少一部分对应的所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足所述预定条件。
此外,根据本发明实施例的电子设备,还包括第二显示单元,所述第二显示单元为与所述第一显示单元不同类型的显示单元,其中所述第一显示单元和所述第二显示单元中的一个设置在所述本体装置上,另一个设置在所述固定装置上,并且所述第二显示单元的显示方向为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述第一显示单元设置在所述本体装置上,并且所述第二显示单元设置在所述固定装置上;或者所述第二显示单元设置在所述本体装置上,并且所述第一显示单元设置在所述固定装置上。
此外,根据本发明实施例的电子设备,还包括传感器单元,其设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于在感测到满足第一预定条件时生成第一控制信号,所述处理单元根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元的开关。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述传感器单元为加速度传感器,所述第一控制信号为向重力方向的加速度分量值大于等于预定值,并且所述处理单元根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元关闭。
此外,根据本发明实施例的电子设备,还包括图像捕获单元,设置在所述本体装置或所述固定装置上,并且所述图像捕获单元的图像捕获方向与所述第一显示单元的图像输出方向在所述环状空间或所述近似环状空间径向上相反。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述图像捕获单元用于捕获用户的交互动作以生成第一图像捕获信号,所述处理单元将所述第一图像捕获信号转换为第二控制信号,以控制显示第二图像。
此外,根据本发明实施例的电子设备,其中所述图像捕获单元用于捕获所述图像捕获方向上的第一子图像,所述处理单元生成第二子图像,并且叠加所述第一子图像和所述第二子图像生成所述第一图像。
此外,根据本发明实施例的电子设备,还包括第三显示单元,其与所述第一显示单元共同设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于输出第三图像,其中所述第二显示单元包括第二显示组件和第二光学组件,所述第二显示组件用于显示所述第三图像;所述第二光学组件用于接收从所述第二显示组件发出的与所述第三图像对应的光线,并对所述第三图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第三图像对应的放大虚像。
根据本发明实施例的电子设备,实现了不受诸如智能手表的穿戴式电子设备本身的尺寸的限制,提供更大尺寸和更高分辨率的图像或视频显示。此外,该电子设备相比于同样用于显示较大影像的微型投影仪,其功耗很低,并且不受使用环境限制,同时也提供了良好的使用隐私性。
要理解的是,前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的,并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
图1A到1E图示根据本发明第一实施例的电子设备的结构框图;
图2A到2D图示根据本发明第一实施例的电子设备中所采用的近眼光学显示系统的原理图以及;
图3A到3C图示根据本发明第一实施例的电子设备中的显示单元的示意图;
图4是图示根据本发明第二实施例的电子设备的结构框图;
图5是图示根据本发明第三实施例的电子设备的结构框图;
图6A和6B是图示根据本发明第四实施例的电子设备的结构框图;
图7是图示根据本发明第五实施例的电子设备的结构框图;以及
图8是图示根据本发明的显示方法的流程图。
具体实施方式
以下,将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
首先,将参照图1A到1E描述根据本发明实施例的电子设备。根据本发明实施例的电子设备可以诸如智能手表的穿戴式电子设备。当然,本领域的技术人员容易理解的是,根据本发明实施例的电子设备不限于此,而是可以包括其中具有显示单元的任何电子设备。为了便于描述的目的,以下将以诸如智能手表的穿戴式电子设备为例进行描述。
图1A到1E图示根据本发明第一实施例的电子设备的结构框图。如图1A所示,根据本发明实施例的电子设备100包括本体装置101和固定装置102。固定装置102与所述本体装置101连接。所述固定装置102至少包括一固定状态,在所述固定状态下,所述固定装置102能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,所述环状空间或所述近似环状空间能围绕在满足第二预定条件的柱状体外围。
具体地,图1B和1C分别图示所述固定装置102与所述本体装置101连接的两种固定状态。在如图1B所示的第一固定状态下,所述固定装置102与所述本体装置101形成闭环的环状空间,其中所述固定装置102与所述本体装置101分别构成环状空间的一部分。在如图1C所示的第二固定状态下,所述固定装置102与所述本体装置101形成具有小开口的近似环状空间,其中所述固定装置102与所述本体装置101分别构成环状空间的一部分。在本发明的一个优选实施例中,所述本体装置101为智能手表的表盘部分,而所述固定装置102为智能手表的表带部分。由所述本体装置101和所述固定装置102形成的所述环状空间或所述近似环状空间能围绕在作为所述柱状体的智能手表的用户的手腕周围,并且所述环状空间或所述近似环状空间的直径大于用户手腕的直径而小于用户拳头的直径。
此外,所述环状空间或所述近似环状空间当然也可以由所述固定装置102单独形成。如图1D和1E所示,所述本体装置101可以布置在所述固定装置102上(即,所述本体装置101以面接触的方式附接到所述固定装置102),以便仅有所述固定装置102自身形成用于外绕所述柱状体的所述环状空间(图1D)或所述近似环状空间(图1E)。所述固定装置102布置有诸如搭扣、摁扣、拉链等的固定机构(未示出)。
进一步地,如图1A到1E所示,所述本体装置101上布置有处理单元103和第一显示单元104。所述处理单元103用于生成第一图像以及执行显示控制。在图1A到1E示出的电子设备100中,所述第一显示单元104布置在所述本体装置101上。然而,本领域的技术人员容易理解的是,本发明不限于此,所述第一显示单元104也可以布置在所述固定装置102上。以下将参照图2A到2D以及图3A到3C具体描述所述第一显示单元104的原理和实施方式。
图2A图示根据本发明第一实施例的电子设备中所采用的近眼光学显示系统的原理图。在根据本发明第一实施例的电子设备中,采用近眼光学显示系统作为所述第一显示单元104。如图2所示,近眼光学显示系统中的微显示器单元201发出的与其所显示的图像对应的光线经由诸如透镜组的光学组件202接收并且进行相应的光路转换。结果,光路转换之后的光线进入观看者的瞳孔203,形成放大的虚像。
图2B到2D进一步示出基于如图2A所示的原理图的三种具体实施方式。具体地,图2B图示的技术方案采用了折衍混合曲面设计,其中透镜组204对应于图2A中所示的光学组件202,从而减小了所需的镜片体积。图2C图示的技术方案采用了自由曲面设计,其中包括曲面1、曲面2和曲面3的自由曲面透镜组205对应于图2A中所示的光学组件202,从而进一步减小了所需的镜片体积。图2D图示的技术方案则采用了平行平板设计,其中除了对应于图2A中所示的光学组件202的透镜组206外,还包括光波导片207。通过利用光波导片207,在减小所需的镜片厚度的情况下,对于形成放大的虚像的光线的出射方向(即,放大的虚像的显示方向)进行诸如平移的控制。本领域的技术人员容易理解的是,根据本发明第一实施例的电子设备中所采用的近眼光学显示系统不限于以上图2B到2D所示,而是还可以采用诸如投影式目镜设计的其他实施方式。
图3A到3C图示根据本发明第一实施例的电子设备中的显示单元的示意图。根据本发明第一实施例的电子设备100中的第一显示单元104采用以上参照图2描述的近眼光学显示系统。所述第一显示单元104包括第一显示组件301和第一光学组件302(图3A到3C中的第一光学组件302A到302C),所述第一显示组件301用于显示第一图像;所述第一光学组件302用于接收从所述第一显示组件301发出的与所述第一图像对应的光线,并对所述第一图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第一图像对应的放大虚像。
具体地,在图3A中,所述第一显示组件301可以为微显示器,而所述第一光学组件302A由透镜组形成。该透镜组形成与所述第一显示组件301显示的所述第一图像对应的放大虚像。
在图3B中,所述第一显示组件301也可以为微显示器,而所述第一光学组件302B由在设备内进行多次反射的光学器件形成。在此情况下,与图3A所示的所述第一光学组件302A相比,可以节约第一显示单元104所需的空间大小,从而便于更加小型化的电子设备的设计和制造。
在图3B中,所述第一显示组件301也同样可以为微显示器,而所述第一光学组件302C由在设备内在驱动单元(未示出)驱动下进行伸缩变焦的变焦透镜组形成。在此情况下,与图3A所示的所述第一光学组件302A相比,可以通过变焦动态地调整由所述第一显示单元104显示的放大虚像的大小,从而满足用户的不同需要。
在以上参照图1A到图3C描述的电子设备100中,所述第一光学组件302的至少一部分为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足预定条件的组件。所述第一光学组件302的至少一部分为执行显示时对应于显示图像的区域。更一般地,所述电子设备100在与所述第一光学组件302的至少一部分对应的所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足所述预定条件。具体地,如图2D所示,所述电子设备100在与所述第一光学组件302的至少一部分为放大的虚像的显示方向上对应于光波导片207的部分。由用户眼睛直接观看的光波导片207的部分的透光率满足所述预定条件,而不由用户眼睛直接观看诸如对应于微显示器单元201和透镜组206的部分则不必为透光率满足所述预定条件。所述预定条件可以是透光率大于等于预定值(诸如70%)。如此,用户可以透过所述电子设备100观察到自身的皮肤。
图4是图示根据本发明第二实施例的电子设备的结构框图。与以上参照图1A到1C描述的根据本发明第一实施例的电子设备100相比,图4所示的根据本发明第二实施例的电子设备200进一步包括第二显示单元105。所述第二显示单元105为与所述第一显示单元不同类型的显示单元104。例如,所述第二显示单元105包括但不限于为液晶显示单元、有机电致发光显示单元、有机发光二极管显示单元、E Ink型显示单元等。
所述第一显示单元104和所述第二显示单元105中的一个设置在所述本体装置101上,另一个设置在所述固定装置102上。如图4所示,所述第一显示单元104设置在所述本体装置101上,并且所述第二显示单元105设置在所述固定装置102上。当然,所述第二显示单元105可以设置在所述本体装置上101,并且所述第一显示单元104设置在所述固定装置102上。与所述第一显示单元104类似,所述第二显示单元105的显示方向为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上。一般来说,所述第二显示单元105用于显示诸如时间指示等无需进行放大显示的内容。
此外,不限于图4所示的情况,所述第一显示单元104和所述第二显示单元105也可以同时布置在所述本体装置101或所述固定装置102上。例如,所述第一显示单元104和所述第二显示单元105并排布置在所述本体装置101上。可替代地,所述第一显示单元104和所述第二显示单元105布置在贯穿所述固定装置102的径向方向的两个相对位置。
图5是图示根据本发明第三实施例的电子设备的结构框图。与以上参照图1A到1C描述的根据本发明第一实施例的电子设备100相比,图5所示的根据本发明第三实施例的电子设备300进一步包括传感器单元106。如图5所示,所述传感器单元106布置在所述本体装置上101上。然而,所述传感器单元106同样布置在所述固定装置102上。
所述传感器单元106用于在感测到满足第一预定条件时生成第一控制信号,所述处理单元103根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元104的开关。在本发明的一个实施例中,所述传感器单元106为加速度传感器,所述第一控制信号为向重力方向的加速度分量值大于等于预定值(即,用户从观看所述第一显示单元104的使用状态放下所述电子设备100),并且所述处理单元103根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元104关闭。本领域的技术人员容易理解的是,根据本发明实施例的所述传感器单元106不限于为加速度传感器,而是包括其他可以产生控制信号的传感器单元。
图6A和6B是图示根据本发明第四实施例的电子设备的结构框图。与以上参照图1A到1C描述的根据本发明第一实施例的电子设备100相比,图6A和6B所示的根据本发明第四实施例的电子设备400进一步包括图像捕获单元107。所述图像捕获单元107可以设置在所述本体装置101或所述固定装置102上。具体地,图6A示出所述第一显示单元104设置在所述本体装置101而所述图像捕获单元107设置在所述固定装置102上的情况。图6B示出所述第一显示单元104和所述图像捕获单元107都设置在所述固定装置102上的情况。不管是图6A还是图6B的情况,所述图像捕获单元107的图像捕获方向与所述第一显示单元104的图像输出方向在所述环状空间或所述近似环状空间径向上相反。如此,当所述图像捕获单元107捕获的实景图像在所述第一显示单元104上进行显示时,由于所述图像捕获单元107的捕获方向与用户眼睛观看的方向一致,使得用户可以通过所述第一显示单元104观看到如透视通过所述电子设备100的图像。
在本发明的一个优选实施例中,所述图像捕获单元107用于捕获用户的交互动作以生成第一图像捕获信号,所述处理单元103将所述第一图像捕获信号转换为第二控制信号,以控制所述第一显示单元104显示第二图像。
在本发明的另一个优选实施例中,所述图像捕获单元107用于捕获所述图像捕获方向上的第一子图像,所述处理单元103生成第二子图像。所述第二子图像可以是分析所述第一子图像所获取的关于第一子图像的标识图像,并且所述第二子图像也可以是基于诸如GPS传感器所获取的标识图像。此外,所述第二子图像还可能是基于从所述第一子图像所获取的特征信息,经由网络从服务器进行基于所述特征信息的搜索所获取的标识图像。叠加所述第一子图像和所述第二子图像生成所述第一图像用于由所述第一显示单元104显示。
图7是图示根据本发明第五实施例的电子设备的结构框图。与以上参照图1A到1C描述的根据本发明第一实施例的电子设备100相比,图7所示的根据本发明第五实施例的电子设备500进一步包括第三显示单元108。在图7所示的电子设备500中,所述第三显示单元108与所述第一显示单元104共同设置在所述本体装置101上。容易理解的是,本发明不限于此,所述第三显示单元108与所述第一显示单元104也可以共同设置在所述固定装置102上。
所述第三显示单元108是与所述第一显示单元104同种类型的显示单元。也就是说,所述第二显示单元包括第二显示组件和第二光学组件(未具体示出),所述第二显示组件用于显示所述第三图像;所述第二光学组件用于接收从所述第二显示组件发出的与所述第三图像对应的光线,并对所述第三图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第三图像对应的放大虚像。所述第三图像与所述第一图像相关联,当观看者的双眼分别对应观看所述第一显示单元104和所述第三显示单元108时,能使所述观看者感知与第一图像和第三图像对应的立体图像。
以上,参照图1A到图7描述了根据本发明实施例的电子装置。以下,将参照图8描述由该电子装置所使用的显示方法。
图8是图示根据本发明的显示方法的流程图。图8所示的显示方法应用于图1所示的电子设备。如前所述,所述电子设备包括本体装置,其包括一处理单元,所述处理单元用于生成第一图像以及执行显示控制;固定装置,其与所述本体装置连接,所述固定装置至少包括一固定状态,在所述固定状态下,所述固定装置能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,所述环状空间或所述近似环状空间能围绕在满足预定第二条件的柱状体外围;以及第一显示单元,其设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于输出所述第一图像,其中所述第一显示单元包括第一显示组件和第一光学组件,所述第一显示组件用于显示所述第一图像;所述第一光学组件用于接收从所述第一显示组件发出的与所述第一图像对应的光线,并对所述光线进行光路转换,以形成放大虚像。
所述显示方法包括:生成或获取用于显示的图像信号(步骤S801);以及基于所述图像信号执行显示(步骤S802)。
在步骤S801中,电子设备100的处理单元103可以生成用于显示的图像信号。此外,电子设备100也可以经由通过单元,从服务器或别的电子设备获取用于显示的图像信号。此后,处理进到步骤S802。
在步骤S802中,所述电子设备100的显示单元基于在步骤S801中生成或获取的图像信号执行显示。具体地,如前所述,执行显示可以包括通过包括显示组件和光学组件的显示单元,显示对应于图像信号的放大虚像。此外,执行显示还包括基于传感器获取的信号,生成显示控制信号,以便控制图像信号的显示的启动与关闭等。更进一步的,执行显示还可以包括通过两个包括显示组件和光学组件的显示单元,显示对应于图像信号的放大立体虚像。
以上,参照图1到图8描述了根据本发明实施例的电子设备和显示方法。根据本发明实施例的电子设备,利用包括显示组件和光学系统的放大虚像显示,实现了不受诸如智能手表的穿戴式电子设备本身的尺寸的限制,提供更大尺寸和更高分辨率的图像或视频显示。此外,该电子设备相比于同样用于显示较大影像的微型投影仪,其功耗很低,并且不受使用环境限制,同时也提供了良好的使用隐私性。
需要说明的是,在本说明书中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后,还需要说明的是,上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理,而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现,当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解,本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种电子设备,包括:
本体装置,包括处理单元,所述处理单元用于生成第一图像以及执行显示控制;
固定装置,其与所述本体装置连接,所述固定装置至少包括一固定状态,在所述固定状态下,所述固定装置能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,所述环状空间或所述近似环状空间能围绕在满足第二预定条件的柱状体外围;以及
第一显示单元,设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于输出所述第一图像,
其中所述第一显示单元包括第一显示组件和第一光学组件,所述第一显示组件用于显示所述第一图像;所述第一光学组件用于接收从所述第一显示组件发出的与所述第一图像对应的光线,并对所述第一图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第一图像对应的放大虚像。
2.如权利要求1所述的电子设备,其中所述第一光学组件的至少一部分为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足预定条件的组件。
3.如权利要求2所述的电子设备,其中所述电子设备在与所述第一光学组件的至少一部分对应的所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上,透光率满足所述预定条件。
4.如权利要求1到3的任一所述的电子设备,还包括第二显示单元,所述第二显示单元为与所述第一显示单元不同类型的显示单元,
其中所述第一显示单元和所述第二显示单元中的一个设置在所述本体装置上,另一个设置在所述固定装置上,并且所述第二显示单元的显示方向为在所述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上。
5.如权利要求4所述的电子设备,其中所述第一显示单元设置在所述本体装置上,并且所述第二显示单元设置在所述固定装置上;或者所述第二显示单元设置在所述本体装置上,并且所述第一显示单元设置在所述固定装置上。
6.如权利要求1到3的任一所述的电子设备,还包括传感器单元,其设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于在感测到满足第一预定条件时生成第一控制信号,所述处理单元根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元的开关。
7.如权利要求6所述的电子设备,其中所述传感器单元为加速度传感器,所述第一控制信号为向重力方向的加速度分量值大于等于预定值,并且所述处理单元根据所述第一控制信号控制所述第一显示单元关闭。
8.如权利要求1到3的任一所述的电子设备,还包括图像捕获单元,设置在所述本体装置或所述固定装置上,并且所述图像捕获单元的图像捕获方向与所述第一显示单元的图像输出方向在所述环状空间或所述近似环状空间径向上相反。
9.如权利要求8所述的电子设备,其中所述图像捕获单元用于捕获用户的交互动作以生成第一图像捕获信号,所述处理单元将所述第一图像捕获信号转换为第二控制信号,以控制显示第二图像。
10.如权利要求8所述的电子设备,其中所述图像捕获单元用于捕获所述图像捕获方向上的第一子图像,所述处理单元生成第二子图像,并且叠加所述第一子图像和所述第二子图像生成所述第一图像。
11.如权利要求4所述的电子设备,还包括第三显示单元,其与所述第一显示单元共同设置在所述本体装置或所述固定装置上,用于输出第三图像,其中所述第三显示单元包括第二显示组件和第二光学组件,所述第二显示组件用于显示所述第三图像;所述第二光学组件用于接收从所述第二显示组件发出的与所述第三图像对应的光线,并对所述第三图像对应的光线进行光路转换,以形成所述第三图像对应的放大虚像。
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