超大型高清数字显示屏超窄边无缝拼接技术研发项目doc39页文档格式.docx

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10的比例折算,则国内监视墙所用的监视器单元是64万台/年。

1.2市场增长趋势分析

随着大屏幕拼接系统在诸多领域的监控指挥/调度、公共显示等应用方面发挥出越来越大的价值,以及国家信息化、新型工业化化建设和治理应用水平的不断提高,未来3-5年,大屏幕拼接市场将继续保持20~30%左右的稳定增长趋势。

据奥维咨询(AVC)《中国大屏幕拼接市场研究报告》显示,未来的3—5年内,国内对大屏拼接系统的需求旺盛,将保证大屏拼接市场继续保持较高的增长率。

市场的成长主要得益于国家对能源、交通等基础建设的大规模投入,以及09年全运会、10年世博会、亚运会等大型赛会事的拉动。

1.3技术发展趋势分析

随着高清、数字安防产品的应用增长,传统的CRT监视墙或小屏幕的低解的液晶监视器明显已经不适合形势发展的需求,因此大屏幕拼接墙就顺势启动。

由于液晶拼接起步晚,液晶拼接的竞争品种是较早被市场使用的DLP、PDP,由于受到技术、生产安装工艺等多方面的制约,目前大屏幕的尺寸严重受到限制。

除技术宫外外液晶拼接的价格也是贵族价格。

故由于性价比不够突出,严重制约了液晶拼接的竞争力。

因此,只要有性价比高的液晶屏,能在价格上真正做到普及化,其经济效益将非常可观。

液晶采用点成像,屏幕里面构成的点越多,成像效果越精细,纵横的点数构成了液晶电视的分辨率,分辨率越高,效果越好。

其优点是高分辨率、厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射;

缺点是拼接缝稍大。

液晶拼接显示幕墙的拼缝成为此项技术及产品的发展瓶颈。

原因在于液晶面板的制造技术必须造成侧面有脆弱的电路板排布,故无法直接以液晶面板互相接触拼接,其四周必须有一定的包裹材料阻挡。

若真正将液晶屏拼接缝从大型液晶显示墙上消除,液晶显示将以绝对的优势占领超大型高清显示领域。

1.4行业发展方向分析

液晶拼接技术近两年的迅速发展足以显现了液晶拼接技术的发展潜力和技术优势。

从清晰度、亮度、视角、色彩一致性等显示性能方面,拼接的灵活性、后期维护以及价格等方面综合考量,目前液晶拼接屏在大屏拼接技术中更占优势,在商业应用方面已经占领了绝对的市场优势。

2、项目的先进性、重要性、必要性、可行性

近年来,随着国内经济的稳步发展,国内各领域各行业都非常重视信息化建设,对信息的可视化需求也急剧扩大。

在市场需求和技术发展的共同作用下,大屏幕拼接显示系统已经成为信息可视化不可或缺的核心基础系统,以大屏幕拼接显示系统为标志的数字控制终端趋向高端的市场应用也风生水起。

1)市场进入快速通道——10年有望实现47亿

中国大屏幕拼接市场已有十余年发展历史,随着整体成本不断下降、技术不断升级和完善、应用领域不断扩展,大屏幕拼接市场已经进入快速成长期。

据奥维咨询对大屏幕拼接市场数据评估的结果显示,2010年市场销售额增速预计将达20%,实现47亿元以上的市场规模。

市场的成长主要得益于国家对能源、交通等基础建设的大规模兴建、信息化和新型工业化的大力推进,以及09年全运会、10年世博会、10年亚运会等大型赛会事需求的拉动。

2009-2014年大屏幕拼接市场规模

数据来源:

AVC咨询

随着大屏幕拼接系统在诸多领域的监控指挥/调度、公共显示等应用方面发挥出越来越大的价值,以及国家信息化、新型工业化建设和管理应用水平的不断提高,未来大屏幕拼接市场将继续保持稳定增长态势,预计2010-2014年市场规模复合增长率达到19%。

2)LCD拼接尽显优势,冲击DLP传统市场

目前,大屏幕拼接墙领域主要有三大技术,分别是DLP(基于XX仪器的数字光处理)技术、LCD(液晶)技术和PDP(等离子)技术。

在国内拼接系统市场快速发展的背景下,不同技术类型之间的竞争关系也在愈演愈烈。

其中,DLP拼接产品作为最传统的技术类型之一,近两年市场占有率维持80%左右,并保持每年20%—25%左右的增长速度。

LCD液晶拼接产品则是近年来新崛起的技术门类,市场占有率12%左右,且过去三年的平均增长速度超过DLP市场接近3%。

2009-2014年大屏幕拼接三大技术产品市场份额—金额

数据来源:

从未来趋势看,随着交通、能源、政府国防、银行、证券、广告等众多行业客户对终端显示设备的要求不断提高,各个行业在清晰度、拼接缝、亮度、对比度、尺寸等各个方面的需求也将有侧重点,DLP、LCD、PDP拼接三分天下的局面在近年内将不会改变,但考虑到LCD技术的逐渐成熟,拼缝劣势在迅速缩小,DLP拼接系统优势地位将逐渐减弱,预计到2014年LCD拼接产品占比为13.8%,比2009年上升2.1%,DLP拼接产品占比在77.4%,比2009年下降0.6%。

3)专业的系统解决方案已成为关键要素

当前,人们对于观看的显示图像尺寸的要求越来越大,对显示图像提供的信息量要求越来越多,人们要求可以在一个超大尺寸的屏幕上同时显示多个不同信息的图像和文字信息,传统的显示方法和单台控制设备已完全不能胜任,用户需要通过专门的软件来实现对拼墙显示内容的控制,而大屏拼接数字显示系统单元也将高端控制器市场的软件控制提出更高的需求。

随着大屏幕拼接系统应用领域越来越广泛,各行业的应用特点的差异性越来越显著,比如煤矿、电力等行业对各种监控的视频和数据之处理和显示最为重要,而国防、科研领域对虚拟仿真应用的需求也日趋强烈,而有些系统则强调信息显示和远程视频的综合运用。

面向不同行业提供针对性的解决方案已经变得愈加重要,解决方案的“行业专业性”也成为市场竞争力的关键因素之一。

3、在行业发展中的地位和作用

光电显示产业居于信息产业一个十分重要的位置,是IT终端产品“人机互动”的界面,具有如下特点:

一是技术含量高,覆盖微电子、光电子、电子材料、专用设备仪器等高技术领域;

二是广泛应用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品;

三是在IT终端产品的成本比重高,价值量大。

其中TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)模块占平板电视成本的80%、计算机的20%、手机的5%~10%;

四是具有高成长性好。

未来5~10年,年均增速在20%以上;

五是产业拉动系数可达4~5,经济带动效果显著。

因此,发展光电显示产业对提升我省和高新区新一代信息产业的技术和市场竞争力,推动产业向更高附加值的上游延伸,促进产业结构调整和升级具有重要战略意义。

光电显示技术的发展已经有100多年的历史,产品种类繁多,应用比较广泛的显示技术达到十多种。

目前市场份额最大、最具发展前景的是平板显示。

平板显示可以划分为液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)、有机电致发光显示(OLED)和发光二极管显示(LED)等多种类型。

LCD是目前的主导技术,主要应用领域是笔记本电脑、手机和电视等,2005年市场达到500亿美元,2009年仅显示模组销售额超过1000亿美元。

OLED目前已被业内外公认为是继CRT,LCD和PDP后第三代显示技术的代表,具有优异的显示品质,轻薄的外观,绿色节能和全尺寸的优点。

随着LED材料技术和工艺的提升,LED显示屏以突出的优势成为大屏幕平板显示的主流产品,而LED作为背光源取代CCFL(冷阴极萤光灯管)/EEFL(外置电极荧光灯)是LCD产业发展的趋势,目前市场渗透率已经接近25%,且有加速趋势,成为LCD主要背光源配套技术。

4、预期实现的经济和社会效益

1)本项目建设完成后投产进入市场,预计将实现年产值5亿元,净利润1.2亿元,纳税6200万元,为XX的经济发展做贡献。

2)技术国产化,打破国外先进技术垄断,公司目前已经掌握了光纤快速整型与切割方法、光纤片段的快速整形、定型方法等多项核心技术,并解决了多项大屏幕拼接技术的国际难题;

3)降低材料成本,本项目产品成本约是国外进口同类产品的80%;

4)培养先进技术人才,为社会提供就业机会。

项目成功实施后将不断引进技术研发、市场推广、生产及管理等方面的相关人才,随着公司规模不断扩大,同时将给上下游配套产业增加3000-20000个新就业岗位,解决了相应人员的就业问题,为社会做出了一份贡献。

二、技术发展趋势及国内外发展现状

目前,在国内外,能同时掌握光机电三位一体技术的企业为最尖端的企业,门槛非常高。

单纯仅掌握光、机、电单一技术的企业,短期竞争力强,但长远看,由于垄断性低,没有核心技术优势,没有利润的成长空间,持续发展能力弱。

保千里从成立以来,专注于光机电三位一体核心技术的研发,掌握了高端的图像采集、处理及显示技术,该技术可制造出适用于各行各业的高端视像产品。

截至今,保千里依托该技术所开发的安防摄像前端产品及显示产品,已在安防行业具有龙头地位,取得了显著的成绩。

多年来,背投(DLP)在拼接缝隙、产业支持资源以及客户的认可度方面都有着绝对性的优势,一直占据着大屏幕拼接市场的主导地位。

但是背投(DLP)拼接体积大、色彩不均匀、价格偏高、后期维护成本高等系列问题,在大屏幕拼接市场的占有率呈现了下滑的态势。

目前在大屏幕拼接市场中,背投(DLP)和液晶(DID、SLCD)是主流拼接墙技术。

背投凭借大尺寸和无拼缝技术的优势一直占据着大屏幕拼接市场的领先地位;

从2009年,液晶拼接摆脱缝隙宽的“致命”因素、相对低廉的价格和广阔市场空间,迅速提升在大屏幕拼接市场的份额,成了背投拼接市场强有力的竞争对手。

在大型监控系统或高端的指挥调度中心,如果需要大画面的屏幕显示,拼接技术的应用就势在必行。

液晶拼接系统具有画面震撼、高分辨率、可以任意开窗同时显示多路信号、信号窗口可以漫游和叠加的特点,可为用户提供灵活、生动的大画面显示。

这些年,随着我国经济的快速发展,人们通过各种途径获取信息的需求越来越大,各个企业或单位所要观看、监控的信息越来越多;

各大商场、购物中心、金融机构需要将更多最新的产品和服务传达给顾客。

这些需求推动着液晶拼接市场的成熟。

液晶拼接市场的逐步成熟,不仅表现在拼接技术的进步上,还表现在市场应用的拓展上。

就目前的发展情况来看,经过一年多的快速发展,大屏幕拼接产品已由最初较为狭窄的专业级高端应用(如广电、电力、电信领域等)扩展到现在覆盖公共管理、民生、能源、工业、商业、娱乐等几十个细分应用领域。

并且迅速在展览会馆、电视台演播厅、气象台、火车站、机场、娱乐行业、军队作战指挥中心、交通指挥系统、公安110指挥系统、电力调度、防汛调度、购物中心、银行等行业的应用中发挥重要的作用。

市场应用的完善中伴随着产品的发展,未来液晶拼接墙技术发展如何,都与应用密切相关。

总体来讲,在技术方面,液晶拼接墙在未来会有以下发展趋势。

1)“大尺寸”是拼接的核心所在

这几年,拼接单元的尺寸越来越大,大尺寸液晶拼接墙越来越多应用在各领域。

加之各种图像处理技术的应用,这使得大屏幕液晶拼接呈现出的画面整体感更强;

同时大尺寸拼接单元在拼接中减少画面中出现拼缝频率,比如40英寸的2×

2拼接,拼缝很明显,一个80英寸的大屏幕显示就相当于40英寸的2×

2拼接显示。

大尺寸不仅具备更高的亮度和色彩的均匀度,而且整体感更强。

同时由于尺寸大,受众在观看显示画面时,更轻松,视角更开阔。

因此,液晶拼接系统的整体发展趋势将向大屏幕、高分辨率、高亮度、高对比度以及模块化的结构设计和易于安装、管理和控制的方向发展。

可以预见的是单屏的尺寸将会越来越大,显示屏的分辨率也会越来越高,显示屏的亮度也会逐渐提高。

这种大屏幕拼接显示单元既可以单独作为一个显示屏使用,又可以拼接应用,保千里液晶拼接系列产品正是朝着大尺寸的方向发展,以此来满足各行业不同的大画面显示需求。

2)“无缝”拼接是大方向

液晶拼接的市场应用基于多年的数字拼接墙显示系统的研发设计与实际应用。

目前XX市保千里电子XX的DID液晶拼接大屏已达到超窄边框,拼接缝隙低至5.3mm的水平,在不断的技术应用与改进中,融入高性能的网络拼接处理模块设计、边框补偿、动态优化、消除锯齿边缘等一系列技术(以三星did超窄边拼接液晶显示产品运用的拼接技术为例),目的无非是弱化拼缝间的分离现象,增强拼接画面的整体感。

尽管液晶拼接产品广泛适用于交通管理、指挥中心、控制中心、派出所、楼宇、地铁、商场、超市等场合的监控应用和信息显示应用,然而其拼缝过宽的问题一直是液晶拼接与其他拼接技术竞争时的软肋。

超窄边液晶拼接的最大特色虽然在于选用了最优质的工程专用的超窄边液晶显示屏,但拼接后的拼缝依然没能达到真正意义上的“无缝”拼缝要求。

因此,液晶拼接墙不能做到完全的无缝拼接是其最明显的缺陷,是阻碍液晶拼接技术发展的瓶颈,也是液晶拼接幕墙不能完全反超甚至淘汰DLP拼接墙的主要原因。

对于色彩还原度、高清晰度、使用寿命等重要技术指标而言,液晶拼接幕墙占尽优势。

这些优势,来自于液晶自身的显示原理,在未来相当长的时间内,是其他显示设备所不能超越的。

所以,目前液晶拼接在技术上仅存的问题,就在于拼接缝隙。

虽然超窄边系列液晶拼接屏已经做到较强的画面整体感,但基于无缝拼接的目标,进一步缩小拼接缝隙,直至完全消除拼接缝隙,这是所有液晶拼接厂家努力一个重点方向。

3)液晶拼接单元将向模块化方向发展

作为专用的大屏显示设备,液晶拼接墙的安装和调试往往是个相对繁琐的过程和重要的环节。

相对于DLP等其它笨重的显示设备而言,轻薄是液晶显示设备的一个重要的优势。

但是,在日常应用中为了实现系统的功能,往往还需要配备其它的设备,例如矩阵、分配器、连接线等等。

目前,众多生产厂家都在试图使安装结构变得简单。

为此,保千里超窄边拼接单元采用先进的模块化的结构设计,内置高性能的拼接处理模块及其它保千里独有的技术,使得拼接显示系统的安装、管理非常方便。

保千里模块化设计使得系统在安装时无需繁杂的布线,只需要接入电源线和网络线即可实现设备的运行。

并且管理也非常方便,只需通过功能强大的专业拼接控制软件对保千里液晶拼接系统进行管理和控制。

这种设计大大降低了拼接屏的安装和管理成本。

因此,模块化是拼接单元在未来一段时间的发展趋势,拼接单元的模块化结构,将使得安装调试将越来越简单。

4)拼接系统的信号传输向网络化的方向发展

互联网技术和显示技术的发展,使得网络化的视频监控将成为许多公司或单位不得不面临的问题。

网络化产品具有很多优势,例如远程传输,即便是传输距离较远时也能保证画面的高质量;

清晰度比较高,可以做到百万像素等等。

但同时也存在着技术的缺陷,包括打包遗失和压缩延迟。

事实上,目前的安防监控系统,大多都采用网络传输,只是在后端液晶拼接墙前,采用了数字矩阵一类的设备,将这些网络传输过来的视频,再一次还原为视频信号,然后在液晶拼接墙上显示。

这种传输方式容易导致视频信号模式转换而造成的衰减和失真。

因此,众多液晶拼接设备厂家均在尝试解决这个问题。

保千里超窄边具备网络视频处理功能,可以对网络视频信号进行直接处理,同时采用网络全数字化的处理技术,即使在传输距离较远时仍能保证画面的高质量。

由此可见,从短期的技术发展来看,肯定是网络视频信号直接在液晶拼接墙上显示。

但从长远来看,必然是从前端的摄像设备,到后端的显示设备,全部都数字化、网络化。

5)液晶拼接系统的设计将向智能化方向发展

液晶拼接墙的系统的功能越来越强大。

为了便于系统的操作和管理,在将来会在技术上融入更多智能化的设计,液晶拼接墙是由多个液晶拼接单元拼接而成,由于每个液晶单元之间存在着差异性,而且长时间使用后,不同的显示单元会呈现不同的颜色。

因此要确保显示单元的色彩一致性、亮度的均匀性、拼缝边缘的融合度等十分重要,保千里一直致力于采用不同的技术实现拼接画面的整体性。

6)拼接墙向数字高清化显示方向发展

随着显示技术的不断进步,安防监控领域的高清晰显示要求,迫使人们急切需要一种数字高清的液晶拼接墙。

复合视频接口,VGA接口,DVI接口等安防监控常用接口技术,这些接口均不能实现1080p高清显示,也不能满足数字高清的要求。

而诸如电视用的HDMI接口虽然能够实现数字高清显示,但并不适用于安防监控的使用,存在接口不兼容,传输距离短等问题。

数字高清化的液晶拼接墙,必需拥有HDTV视频质量的高清视频监控。

因此,采用合适的兼容现有系统的接口,是实现数字高清化的关键所在。

广播级监视器采用HD-SDI接口,完全符合数字高清的发展要求,并且具有传输距离远、接口兼容、有标准可以依据、即插即用等优势,是液晶拼接幕墙实现数字高清化的一个重要方向。

突出的市场表现使得液晶拼接成为显示市场中的一道亮丽的风景线。

液晶拼接的新产品不断被研发、新技术不断涌现,将向更多的细分领域延伸,并且将针对不同的行业设计专门的显示产品,如保千里液晶拼接系列显示产品。

面对液晶拼接市场更加激烈的竞争环境,国内外众多品牌的充斥、各品牌产品同质化严重、市场定价权的转移以及市场综合成本的变化等将会为液晶拼接市场的发展带来巨大挑战。

拼缝作为液晶拼接最为核心的技术指标不断突破,让液晶拼接产品的优势不断加强。

据专业调研机构预测,到2015年液晶拼接市场的份额将由现在的26%上升到50%,成为拼接市场的主流技术。

随着拼接缝隙的不断降低和成本上的竞争优势,液晶拼接必将会成为众多崭新拼接市场的开拓者,同时也会成为背投拼接强有力的竞争对手。

三、项目主要研究内容

1、项目建设内容

项目建设的主要内容是对专用传像光纤面板的技术研发。

专用传像光纤面板是指利用光纤面板传像并能放大图像的原理,制造出梯形放大面板,利用放大部分来遮挡液晶面板四周用于包裹固定不能显示图像部分,使相邻的每个显示单元无缝拼接,从而通过多个显示单元的拼接组合成为超大型高清的显示屏幕。

所谓光纤面板、光纤锥是由很多光纤按一定的排列方式(六方或四方型)紧密排列并切割成薄片的光学元件。

在要求高分辨率的情况下,一个3厘米直径的圆形光纤面板一般是由百万个直径在5-50微米的光纤片段组成的。

例如图1和图2分就是我们用聚合物光纤压制而成的光纤面板样品。

可以看出塑料光纤锥对图像的缩小或放大效果。

图1塑料光纤面板样品照片

图2塑料光纤锥照片:

(a)对图像的缩小作用;

(b)对图像的放大作用示意

本项目建设地址为:

XX市XX新区大浪街道浪口社区华荣路德泰科技工业园1号厂房一至三层。

工厂总建筑面积约5000平方米,宿舍建筑面积约2500平方米。

2、项目涉及的技术领域、工艺X畴

本项目主要是研制用于大型高清数字显示屏的光纤面板,由于面板要覆盖液晶屏原有接缝,形状必须为四棱形锥,小端与液晶显示结合作为图像输入端,大端整齐无缝对接作为图像输出端,实现视觉上的整体结构。

因为超大显示屏面积很大,所以我们选国产250微米、500微米的低损耗PMMA光纤作出发原料。

主要研究内容有:

光纤快速整型与切割方法研究;

光纤片段的快速整形、定型方法研究;

光纤锥成型方法研究;

光纤锥光学冷加工方法研究;

光纤锥拼接屏拼接方法研究。

3、拟解决的关键技术问题

现有的光纤面板面积一般都很小,用玻璃材料制造。

因为玻璃的密度是光学塑料(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)的两倍多,若用于制造大型拼接屏用光纤面板,加工工艺难度高,而且也给安装使用带来极大不便。

因此我们采用质量轻的塑料光纤制作液晶拼接用光纤面板,需要解决的关键技术有:

塑料光纤有序排列技术;

光纤之间的结合与固定技术;

四棱形锥的形成与角度控制技术;

面板表面的加工与抛光技术;

面板的对接技术。

4、拟采用的技术原理、技术方法、技术路线以及工艺流程

(1)光纤面板传递图像技术实施路线

光纤面板传递图像是利用了其中的所有光纤传光的原理,每根传输出来的光信息组合在一起将图像反映在另一端面上。

因此,保证图像像元在输入端与输出端位置的一一对应至关重要。

这是光纤面板研制中需要解决的首要问题。

我们根据已有的研究试验结果,拟采用排片叠块的方法。

排片叠块后形成矩形块材,再通过热定型、冷加工工序完成光纤面板的生产。

技术路线图如下:

塑料光纤面板制造工艺流程图如下:

塑料光纤面板属于工艺性很强的高科技产品。

工艺过程中有许多技术秘密,国外有这方面的专利,但是均为XX技术,生产工艺也不尽完全相同。

上面是我们采取的具体工艺流程。

(2)无缝光纤拼接屏的生产流程与工艺

在光纤锥形面板做好后,还要进行拼接屏的制造,无缝光纤拼接屏的生产流程与工艺如下:

图像拼接原理说明

序号

具体内容

输入的各种信号首先接入到图像处理驱动板,图像处理驱动板将接入的信号转换为数字信号送到拼接处理器。

2

拼接处理器根据接到该处理器上的单元数量将接收到的图像进行分割处理。

比如4个单元,那么处理器就将图像分割为4个等同大小的4个图像。

并且根据每个小单元的位置发送到对应的单元屏。

3

每个单元屏将接收到的图像进行显示。

由于是每个小单元只是显示了自己那个位置的图像,那么所有的屏都点亮后就可以看到一个拼接出来的一个完整的图像。

由于每个单元之间是光纤面板无缝的组合在一起,那么看到的图像也就是一个完整的无缝的大图像。

无缝光纤拼接屏的生产流程与工艺

光纤锥做好后根据像素的实际要求按照顺序排列好,在排列的过程中在光纤的两头加注光学胶水,组成一个梯形。

梯形大的一面按照17英寸的大小来排列,小的一面按照15英寸来排列。

在用光学胶水固定了两头后再用一个内经为15英寸的长方形框框住梯形小的那端,同时用胶水把它跟光纤固定在一起。

长方形的框比梯形大的一面每边小3-5个毫米。

同时长方形的框上每个边都有多个螺孔,侧边也有多个螺孔。

这个就组成了一个15寸转17寸的液晶光纤屏的光纤部分。

光纤部分装好后,将15英寸的液晶面板紧压到梯形的小的那面,液晶面板的可视部分跟光纤面板小的部分吻合,然后通过五金件将面板跟光纤面板的长方形框固定在一起,这样就组成了一个小的无缝液晶光纤屏单元。

4

面板的部分完成后还不是一个完整的屏,需要增加背光部分。

在这里的背光部分可以是CCFL背光也可以是LED背光,可以一个小单元单独一组背光也可以是多个单元共用一组背光。

背光跟面板之间的组合按照常规的做法。

5

按照上面的工序就可以完成了一个小单元屏的生产。

这之后就根据要拼接的尺寸需要组合多个单元,每个单元之间通过长方形方框的固定螺丝孔来固定。

每个单元屏都留出屏线的接口跟背光控制线。

根据单元屏的数量来决定拼接处理器的型号,基本上是4个单元共用一个拼接处理器,每个单元屏的屏线跟背光控制线都插到拼接处理器上。

6

在多个单元组合完毕后再进行整体外框的组装,根据整机的尺寸加工好的五金外壳全部通过螺丝固定在长方形框的侧边螺丝孔上。

外壳的四个面都是密封的,外壳的背面开有白页窗型

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