TW201346674A - 低潛時觸控輸入裝置 - Google Patents

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Abstract

本案描述了低潛時觸控輸入裝置的實施例。低潛時觸控制輸入裝置將書寫(writing)接收為至裝置之輸入且暫時地將書寫顯示於實體層(physical layer)之上，其中該實體層重疊該裝置的觸控螢幕顯示器。於觸控輸入裝置處理輸入之前，書寫瞬間地顯示於實體層之上。低潛時觸控輸入裝置接著處理輸入以產生書寫的數位化表示(digital representation)並將書寫的數位化表示顯像(render)於觸控螢幕顯示器之上以取代顯示於實體層之上的書寫。

Description

低潛時觸控輸入裝置
本發明係關於低潛時觸控輸入裝置。
習知的觸控輸入裝置(例如平板電腦(tablet)裝置或信用卡簽章裝置)裝備有觸控螢幕顯示器。觸控螢幕顯示器使得使用者能夠使用書寫工具(例如觸控筆(stylus)、電子筆或者使用者的手指)來書寫。然而，典型的觸控輸入裝置具有近似100ms的潛時(latency)。潛時係為透過觸控螢幕顯示器所接收之書寫以及在觸控螢幕顯示器上顯像之書寫的數位化表示之間的延遲。對於低速顯示裝置(例如電泳顯示器)而言，此延遲可能甚至更長。此潛時使得難以書寫於觸控輸入裝置之上，因為顯像於觸控螢幕顯示器之上的數位化表示不直接地連結至書寫工具的瞬間位置。
本案描述了低潛時觸控輸入裝置的實施例。低潛時觸控制輸入裝置接收書寫為至裝置之輸入且暫時地顯示書寫(writing)於實體層(physical layer)之上，其中該實體層重疊該裝置的觸控螢幕顯示器。書寫於觸控輸入裝置處理輸入 之前瞬間地顯示於實體層之上。低潛時觸控輸入裝置接著處理輸入以產生書寫的數位化表示(representation)並顯像(render)書寫的數位化表示於觸控螢幕顯示器之上以取代顯示於實體層之上的書寫。
提供本發明內容來以簡化的形式介紹簡化概念，該簡化概念進一步地描述於下之實施方式中。本發明內容並非意欲辨認所申請發明之必要特徵，也非意欲用於決定所申請標的之範圍。
100‧‧‧環境
102‧‧‧低潛時觸控輸入裝置
104‧‧‧處理器
106‧‧‧電腦可讀取的媒體
108‧‧‧記憶媒體
110‧‧‧儲存媒體
112‧‧‧數化器
114‧‧‧控制器
116‧‧‧觸控螢幕顯示器
118‧‧‧書寫工具
120‧‧‧實體層
200‧‧‧範例
202‧‧‧位置
204‧‧‧位置
206‧‧‧位置
208‧‧‧位置
210‧‧‧位置
212‧‧‧位置
300‧‧‧範例方法
302‧‧‧方塊
304‧‧‧方塊
306‧‧‧方塊
308‧‧‧方塊
400‧‧‧範例裝置
402‧‧‧通訊裝置
404‧‧‧裝置資料
406‧‧‧資料輸入
408‧‧‧通訊介面
410‧‧‧處理器
412‧‧‧處理及控制
414‧‧‧電腦可讀取儲存媒體
416‧‧‧大容量儲存媒體裝置
418‧‧‧裝置應用
420‧‧‧作業系統
藉由接下來圖示之參照來描述低潛時觸控輸入裝置之實施例。於所有該等圖示使用相同的符號以參照相同特徵與組件。
第1圖圖示範例環境，低潛時觸控輸入裝置可實施於其中。
第2a及2b圖圖示低潛時觸控輸入裝置的詳細範例。
第3圖圖示用以控制低潛時觸控輸入裝置之範例方法。
第4圖圖示範例裝置，用於低潛時觸控輸入裝置的技術可實施於其中。
概觀
習知的觸控輸入裝置(例如平板電腦裝置或信用卡簽章裝置)裝備有觸控螢幕顯示器，其中觸控螢幕顯示器使得使用者能夠使用書寫工具(例如手寫筆、電子筆或者使用 者的手指)。例如，平板電腦裝置可藉由使用者使用以取得手寫筆記。類似地，信用卡簽章裝置可用以在使用者使用信用卡進行購買之後接收使用者之簽章。
然而，典型的觸控輸入裝置具有潛時或延遲，其中潛時或延遲係於透過觸控螢幕顯示器接收的書寫與顯像於觸控螢幕顯示器上之書寫的數位化表示之間。對於低速顯示裝置(例如電泳顯示器(electrophoretic))而言，此延遲可能甚至更長。此延遲致使書寫的數位化表示出現於使用者的動作之後，這破壞了使用者腦中的反饋迴路，該反饋迴路協調手的動作與顯像於觸控螢幕顯示器之上之書寫的數位化表示。該效果類似於延遲的聽覺回饋，該延遲的聽覺回饋已廣為人知地會造成口吃。延遲一般為在次組件中的小時間延遲的累積以及花費在物理性地書寫於觸控螢幕顯示器之上的時間，該次組件包括偵測器處理器、內部匯流排(bus)、核心處理器、顯示器緩衝器。因此，延遲使得難以於慣用的觸控輸入裝置的觸控螢幕顯示器之上書寫。
本案描述低潛時觸控輸入裝置，該低潛時觸控輸入裝置減少或消除潛時的效應。當書寫工具書寫於實體層之上時，低潛時觸控輸入裝置接收書寫為至裝置之輸入，該實體層重疊裝置的觸控螢幕顯示器。於接收到書寫之時，在觸控輸入裝置處理輸入之前，實體層暫時地且瞬間地顯示書寫。在一些實施例中，實體層可在接收到書寫之後少於50毫秒地顯示書寫。藉由瞬間地顯示書寫，在使用者腦中的反饋迴路沒有被破壞，該反饋迴路協調使用者的手的動作與顯示器之 上之書寫表示。低延遲觸控輸入裝置接著處理輸入以產生書寫的數位化表示且將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器之上以替換顯示於實體層之上的書寫。
範例環境
第1圖為範例環境100之圖示，低潛時觸控輸入裝置可實施於其中。環境100包含低潛時觸控輸入裝置102(觸控輸入裝置)，該觸控輸入裝置在此範例中係圖示為平板電腦裝置。然而，應當被理解，觸控輸入裝置102可能實施為配置為透過觸控螢幕顯示器接收輸入之任何裝置，該裝置以範例而非限制的方式包含為信用卡簽章裝置、智慧型手機、筆記型電腦、電視裝置、或者桌上型電腦的其中之一。
低延遲觸控輸入裝置102包含一個或多個處理器104以及電腦可讀取的媒體106，該電腦可讀取的媒體106包含記憶媒體108以及儲存媒體110。範例性的實施為在電腦可讀取媒體106上的電腦可讀取指令之應用及/或作業系統(未圖示)，可藉由一或多個處理器104執行以提供描述於本文中之部分或全部的功能特性。電腦可讀取的媒體也包含數化器(digitizer)112以及控制器114，數化器112係用以將藉由觸控輸入裝置102所接收之書寫轉換至書寫的數位化表示。控制器114如何實施及使用並不一，且描述為如下所述之方法的部分。
觸控輸入裝置102也包含觸控螢幕顯示器116，觸控螢幕顯示器116配置為於使用者使用書寫工具118書寫於 觸控輸入裝置102之上時接收書寫為輸入，且觸控螢幕顯示器116配置為顯示書寫的數位化表示。如本文所描述，「書寫工具」之用詞指的是任何能書寫於觸控螢幕顯示器116之上之工具，該工具以範例而非限制的方式包含觸控筆、電子筆、裝備有光源的光筆或者使用者的手指。在一些實施例中，觸控輸入裝置可為筆輸入(pen-input)裝置，該筆輸入裝置特別配置為透過觸控筆、電子筆或者裝備有光源的光筆接收輸入。
當書寫工具118與實體層120進行接觸時，觸控螢幕顯示器116可實施以接收書寫為輸入，實體層120重疊觸控螢幕顯示器116。即使書寫工具118與實體層120進行接觸，觸控螢幕顯示器116也接收輸入。然而，注意實體層120可為具彈性的且/或透明的以允許書寫透過觸控螢幕顯示器120接收為輸入。控制器114發送此輸入至數化器112，該輸入包含書寫在觸控螢幕顯示器上所被接收之處之位置，該數化器處理或「數化化」輸入以產生書寫的數位化表示。控制器114接著顯像書寫之數位化表示於觸控螢幕顯示器116之上。觸控螢幕顯示器116可實施為多種類型之觸控螢幕顯示器，該多種類型之觸控螢幕顯示器藉由範例而非限制的方式包含為電容性觸控螢幕顯示器、電阻性觸控螢幕顯示器、紅外線觸控螢幕顯示器或者光學觸控螢幕顯示器之其中之一。
依據多種實施例，當已接收書寫，且於觸控輸入裝置102能夠處理以及將書寫的表示顯像於觸控螢幕顯示器116上之前，將實體層120配置為暫時地且瞬間地顯示書寫。 例如，實體層可在接收書寫之後少於50毫秒地顯示書寫。在一個實施例中，實體層120可實施為壓力感應層，觸控輸入裝置102不用處理輸入，該壓力感應層便立刻顯示書寫。例如，響應於實體層120以及書寫工具118之間之物理接觸，實體層120可瞬間地(或大致瞬間地)發射或反射光。以這種方式，當書寫於觸控輸入裝置102上時，使用者接收立即的反饋而無潛時，使得在觸控輸入裝置上書寫對於使用者而言更加輕鬆。
顯示於實體層120上的書寫僅於書寫從實體層完全衰減(decay)(或刪除)之前暫時地顯示。於書寫從實體層完全衰減(或刪除)之時或之前，觸控輸入裝置102將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器116之上。書寫的數位化表示替換顯示於實體層120之上的書寫。應注意的是，在某些實施例中，顯示於實體層120之上之書寫以及顯像於觸控螢幕顯示器116之上的書寫的數位化表示對於使用者是不可分辨的，因為它們在觸控輸入裝置102之上佔據了相同(或大致相同)的位置。再者，在顯示書寫的實體層120與顯示書寫的數位化表示之觸控螢幕顯示器116之間的轉變(transition)可能對於使用者而言是不易察覺的。因此，在某些實施例中，呈現給使用者的就如同觸控輸入裝置102將書寫的數位化表示同所接收的書寫瞬間地顯示。
觸控輸入裝置102可使用多種不同技術將書寫暫時地顯示於實體層120之上。在一個實施例中，顯示於實體層120之上的書寫係隨時間衰減。例如，顯示於實體層120之上 的書寫可能緩慢的衰退一段時間，直到書寫從實體層120完全消失。於此衰減時間之持續時間內，觸控輸入裝置102可處理及將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器116上以替換顯示於實體層120之上的書寫。
在另一實施例中，實體層120可週期性地(例如在恆常時間間隔)刷新(refresh)以刪除顯示於實體層之上的書寫。例如，控制器114可實施為每兩秒刷新實體層120以從實體層刪除書寫。在另外的一個實施例中，控制器114可決定從實體層120刪除書寫，且接著從實體層刪除書寫。控制器114可以多種不同方式進行此決定。例如，當使用者停止書寫了一段時間時、當使用者書寫了一個完整的字時或當使用者開始在新的一行上書寫時，控制器114可決定從實體層刪除書寫。做為另一個範例，控制器114可決定在一個時間間隔從實體層刪除書寫，該時間間隔係基於處理及將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器116之上所花費之時間量。
做為另一個範例，響應於使用者動作(例如使用者翻動了電子書之書頁)，控制器114可決定從實體層120刪除書寫。例如，當使用者在電子書的書頁上書寫筆記時，該些筆記可瞬間顯示於實體層120之上。接著，當使用者導覽(navigate)至電子書之下一頁時，該些筆記可從實體層120刪除。假如使用者之後翻回至該頁，該些筆記的數位化表示可顯示於觸控螢幕顯示器116之上以替換先前顯示於實體層120上的筆記。應了解的是，這些僅為一些方法，於其中控制 器114可決定從實體層120刪除書寫。
實體層120可採任何類型的材料實施，其中該材料係可於書寫工具與實體層進行接觸之時瞬間顯示輸入(例如書寫)。藉由示範的方式(而非限制的方式)，實體層120可實施為壓力感應膽固醇狀(cholesteric)液晶層，該壓力感應膽固醇狀液晶層重疊觸控螢幕顯示器116，而當來自書寫工具之壓力施加於該壓力感應膽固醇狀液晶層時暫時地顯示書寫。當實體層120實施為壓力感應膽固醇狀液晶層時，實體層120可從書寫工具118接收書寫且立刻顯示該書寫。接著，壓力感應膽固醇狀液晶層可週期性地電子刷新以刪除書寫的顯示，該顯示可藉由在觸控螢幕顯示器116上之書寫的數位化表示來替換。
做為另一範例，實體層120可實施為發光層，該發光層配置為在被光源接觸之時瞬間地反射光。在此範例中，包含光源的光筆可用以在觸控輸入裝置102上書寫，以便當光筆接觸發光層時，從光源發射的光立刻反射。因此，當實體層120實施為發光層時，實體層120可從光筆接收書寫且立刻顯示該書寫。該書寫可能接著隨時間衰減以從發光材料刪除該書寫的顯示，該顯示可藉由於觸控螢幕顯示器116上之書寫的數位化表示來替換。
第2a與2b圖圖示書寫於觸控輸入裝置102上的詳細範例200。在第2a圖中，於202，使用者使用書寫工具118在觸控輸入裝置102上書寫字母「Joh」。當從使用者接收了書寫時，觸控輸入裝置102瞬間顯示字母「Joh」。然而，在 接收書寫後之同時，觸控螢幕顯示器116並不顯示書寫的數位化表示(於204)，因為觸控輸入裝置102尚未處理及顯像書寫的數位化表示。另一方面，當在206接收到書寫時，實體層120瞬間顯示字母「Joh」。注意因為實體層120重疊觸控螢幕顯示器116，所以在202所呈現給使用者的就如同書寫的數位化表示瞬間顯示。
現接續至第2b圖，於208，使用者使用書寫工具118在觸控輸入裝置102上書寫字母「n」。注意於210，觸控螢幕顯示器116現在顯示字母「Joh」的數位化表示。然而，因為觸控輸入裝置102尚未處理及顯像字母「n」的數位化表示，觸控螢幕顯示器116尚未顯示字母「n」的數位化表示。另一方面，當在212接收到書寫時，實體層120瞬間顯示字母「n」。然而，在此時字母「Joh」從實體層120刪除或者正在衰減。注意因為實體層120重疊觸控螢幕顯示器116，所以在208所呈現給使用者的就如同字母「John」的數位化表示瞬間顯示。
範例方法
第3圖係描繪用於控制低潛時觸控輸入裝置範例方法300之流程圖。方塊302將書寫接收為至觸控輸入裝置之輸入。例如，當書寫工具118接觸實體層120，觸控輸入裝置102(第1圖)將書寫接收為輸入，實體層120重疊觸控螢幕顯示器116。
方塊304暫時地顯示書寫於實體層之上，該實體層 重疊觸控輸入裝置的觸控螢幕顯示器。例如，實體層120(其重疊觸控螢幕顯示器116)暫時地顯示書寫。實體層120可在觸控輸入裝置處理輸入之前瞬間地顯示書寫。
方塊306處理輸入以產生書寫的數位化表示。例如，數化器112處理輸入以產生書寫的數位化表示。方塊308將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器之上以替換顯示於實體層之上的書寫。例如，控制器114將書寫的數位化表示顯像於觸控螢幕顯示器116之上以替換顯示於實體層120之上的書寫。
範例裝置
第4圖圖示範例裝置400的多種組件，該等多種組件可實施為任何種類的用戶端、服務端、晶載(on-chip)系統及/或顯示裝置，該顯示裝置係如參照於先前第1-3圖以實施賦能(enable)低潛時觸控輸入裝置的技術所描述的。在實施例中，裝置400可實施為以下所列之一或組合：有線及/或無線裝置、為平坦面板顯示器之形式之戴於頭上的顯示裝置(例如目鏡及太陽眼鏡等等)、電視、電視客戶端裝置(例如電視機頂盒(set-top box)及數位影像錄相機(DVR)等等)、消費者裝置、電腦裝置、伺服器裝置、可攜式電腦裝置、使用者裝置、通訊裝置、影像處理及/或顯像裝置、電器裝置、遊戲裝置、電子裝置及/或任何類型的裝置。裝置400也可關聯於觀看者(例如人或使用者)及/或實體(entity)，該實體操作裝置使得裝置描述邏輯裝置，該等邏輯裝置包含使用 者、軟體、韌體及/或裝置之組合。
裝置400包含通訊裝置402，通訊裝置402賦能裝置資料404(例如經接收之資料、正在接收的資料、用於廣播而經排程的資料、資料的資料封包等等)的有線及/或無線通訊。裝置資料404或其他裝置內容可包含裝置的配置設定、儲存於裝置上之媒體內容及/或關聯於裝置的使用者之資訊。儲存於裝置400之上之媒體內容可包含任何種類的音訊、影像及/或圖像資料。裝置400包含一個或多個資料輸入406，透過該等資料輸入406，可接收任何種類的資料、媒體內容及/或輸入(例如使用者可選擇的輸入、簡訊、音樂、電視媒體內容、經錄製的影像內容、以及任何其他種類的音訊、影像、及/或圖像資料，該等資料係從任何內容及/或資料源所接收的)。
裝置400也包含通訊介面408，通訊介面408可實施為以下所列之任何一個或多個：串列的及/或並列的介面、無線介面、任何種類的網路介面、數據機、以及任何其他種類的通訊介面。通訊介面408提供了裝置400與通訊網路之間的連接及/或通訊連結，藉由該連接及/或通訊連結，其他電子的、計算的以及通訊裝置與裝置400通訊(communicate)資料。
裝置400包含一個或多個處理器410(例如微處理器、控制器及其類似物其中之任何一個)，該等處理器410處理多種電腦可執行的指令以控制裝置400的運作並賦能用於實施低潛時觸控輸入裝置的技術。或者或此外，裝置400 可採以下所列之任何之一或組合而實施：硬體、韌體、或針對處理而實施的固定邏輯電路及一般在412識別(identify)的控制電路。雖然並未圖示，裝置400可包含連結在裝置中的多種組件的系統匯流排(bus)或資料傳送系統。系統匯流排可包含不同匯流排結構(例如記憶體匯流排或記憶體控制器、週邊(peripheral)匯流排、通用串列(universal serial)匯流排、及/或利用多種匯流排架構之任何一個的處理器或區域(local)匯流排)之任何一個或組合。
裝置400也包含電腦可讀取的儲存媒體414(例如賦能持續的及/或非過渡的(non-transitory)資料儲存(也就是相對於僅僅資料傳輸)的一個或多個記憶體裝置，其範例包含隨機存取記憶體(RAM)、非揮發性(non-volatile)記憶體(例如以下所列中之任何一個或多個：唯讀記憶體(ROM)、非揮發性RAM(NVRAM)、快閃記憶體、EPROM、EEPROM等等)、以及磁碟儲存裝置。磁碟儲存裝置可實施為任何種類的磁性的或光學的儲存裝置(例如硬碟驅動器、可燒錄及/或可覆寫光碟(CD)、任何種類的數位影音光碟(digital versatile disc；DVD)、及其類似物)。裝置400也可包含大容量儲存媒體裝置416。
電腦可讀取的儲存媒體414提供資料儲存機制以儲存裝置資料404，以及提供多種裝置應用418及任何其他種類相關於裝置400操作面的訊息及/或資料。例如，作業系統420可維持為具有電腦可讀取儲存媒體414的電腦應用並且執行於處理器410上。裝置應用418可包含裝置管理器(例如任 何形式的控制應用、軟體應用、訊號處理及控制模組、原生於特殊裝置的代碼、對於一特殊裝置的硬體抽象層(abstraction layer)等等)。
裝置應用418也包含任何系統組件或模組以實施使用或賦能低潛時觸控輸入裝置的技術。於此範例中，裝置應用418可包含數化器112以及用以控制低潛時觸控輸入裝置的控制器114。
結論
本案描述低潛時觸控輸入裝置的實施例。雖然本發明以特定於結構特徵及/或方法行為的語言描述，應了解的是，定義於所附加之請求項中之本發明並不必然受限於該些所描述的特徵或行為。相反地，係如同實施所請求申請的發明之範例形式般地揭露該些特定特徵及行為。
100‧‧‧環境
102‧‧‧低潛時觸控輸入裝置
104‧‧‧處理器
106‧‧‧電腦可讀取的媒體
108‧‧‧記憶媒體
110‧‧‧儲存媒體
112‧‧‧數化器
114‧‧‧控制器
116‧‧‧觸控螢幕顯示器
118‧‧‧書寫工具
120‧‧‧實體層

Claims (15)

  1. 一種觸控輸入裝置，包括：一觸控螢幕顯示器，以將書寫接收為至該觸控輸入裝置之輸入；一實體層，係重疊該觸控螢幕顯示器，該實體層係配置為暫時地顯示該書寫；一數化器，以處理該輸入以產生該書寫之一數位化表示；以及一控制器，以將該書寫之該數位化表示顯像於該觸控螢幕顯示器之上以替換顯示於該實體層之上之該書寫。
  2. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中該實體層進一步配置為在該數化器處理該輸入之前瞬間地顯示該書寫。
  3. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中該觸控輸入裝置係配置為於一觸控筆、一電子筆、一光筆、或一使用者之一手指接觸該觸控螢幕顯示器時將該書寫接收為輸入。
  4. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中該控制器係配置為藉由以下步驟顯像該書寫之該數位化表示：在一恆常時間間隔，週期性地刷新該實體層以從該實體層刪除該書寫；以及將該書寫的該數位化表示顯像於該觸控螢幕顯示器上以替換從該實體層刪除之該書寫。
  5. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中顯示於該實體層之上之該書寫係配置為隨時間衰減，以及其中該控制器係配置為在該書寫從該實體層完全衰減之前將該書寫之該數位化表示顯像於該觸控螢幕顯示器之上。
  6. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中該實體層包括一壓力感應膽固醇狀液晶層，當來自一書寫工具之壓力施加至該壓力感應膽固醇狀液晶層時，該壓力感應膽固醇狀液晶層暫時地顯示該書寫。
  7. 如請求項1所述之觸控輸入裝置，其中該實體層包括一發光層，當包含一光源之一書寫工具接觸該發光層時，該發光層暫時地顯示該書寫。
  8. 一種電腦實施(computer-implemented)的方法，該方法包含以下步驟：將書寫接收為至一觸控輸入裝置之輸入；暫時地將該書寫顯示於一實體層之上，該實體層重疊該觸控輸入裝置之一觸控螢幕顯示器；處理該輸入以產生該書寫之一數位化表示；以及將該書寫之該數位化表示顯像於該觸控螢幕顯示器之上以替換顯示於該實體層上之該書寫。
  9. 如請求項8所述之電腦實施的方法，其中在該觸控輸入裝置處理該輸入之前，書寫係瞬間地顯示於該實體層之上。
  10. 如請求項8所述之電腦實施的方法，其中當一觸控筆、一電子筆、一光筆、或一使用者之一手指接觸該觸控螢幕顯示器時，該書寫係接收為輸入。
  11. 如請求項8所述之電腦實施的方法，其中該顯像步驟進一步包含以下步驟：從該實體層刪除該書寫；以及將該書寫之該數位化表示顯像於該觸控螢幕顯示器之上以替換從該實體層刪除之該書寫。
  12. 如請求項11所述之電腦實施的方法，其中該刪除步驟包括以下步驟：在一恆常時間間隔，週期性地刷新該實體層以從該實體層刪除該書寫。
  13. 如請求項11所述之電腦實施的方法，其中該刪除步驟包括以下步驟：隨時間地衰減該書寫以從該實體層刪除該書寫。
  14. 如請求項8所述之電腦實施的方法，其中該實體層包括一壓力感應膽固醇狀液晶層，當來自一書寫工具之壓力施加至該壓力感應膽固醇狀液晶層時，該壓力感應膽固醇狀液晶層暫時地顯示該書寫。
  15. 如請求項8所述之電腦實施的方法，其中該實體層包括一發光層，當包含一光源之一書寫工具接觸該發光層時，該發光層暫時地顯示該書寫。
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