三维模型制作数据生成设备、方法和三维模型与流程

相关申请的交叉引用

本申请基于2016年9月5日提交的日本专利申请第2016-172977号并要求该日本专利申请的优先权。

本发明涉及三维模型制作数据生成设备、三维模型制作数据生成方法和三维模型。

背景技术：

日本未审查专利申请公开第2013-114676号公开了一种从基于三维(3d)计算机的模型形成具有准确再现颜色的物理对象的方法，该方法包括：形成与基于3d计算机的模型相关的页面图像，其中，页面图像与基于3d计算机的模型的截面片段相对应，并且基于3d计算机的模型包括与用于形成物理对象的介质的颜色不同的图像颜色；以及基于该图像颜色在基于3d计算机的模型中的位置，将该图像颜色结合到页面图像，其中，页面图像被打印在介质上以形成截面打印物，并从该横截面打印物形成物理对象。

日本未审查专利申请公开第2015-44299号公开了一种三维模型数据生成装置，该三维模型数据生成装置包括：排放单元，该排放单元能够将由对模型液体着色而得到的彩色模型液体排放到与该彩色模型液体混合时固化的模型颗粒材料，并且所述排放单元生成控制数据以控制通过将模型层积层来创建三维模型的三维建模装置，在该模型层中，模型颗粒材料已经被由排放单元在积层方向上排放的彩色模型液体固化，该三维模型数据生成装置包括：获取单元，该获取单元得到包括表示三维模型的轮廓形状的轮廓信息和识别三维模型的表面颜色的颜色信息的三维数据；第一提取单元，该第一提取单元基于由获取单元得到的关于三维数据的轮廓信息，从代表三维模型的多个像素的集合中提取表面像素，该表面像素包含颜色信息并且被包括在多个像素与三维模型的表面相对应的一部分中；确定单元，该确定单元针对第一提取单元提取的多个表面像素中的每一个，基于表面像素中包含的颜色信息来确定构成颜色信息和色调信息，构成颜色信息指示构成模型层的颜色的多个构成颜色，色调信息指示构成颜色中的每一个的色调；扩散单元，该扩散单元针对表面像素中作为处理目标的第一目标像素，量化由确定单元针对该确定单元所确定的构成颜色信息所指示的构成颜色中的每一个而确定的色调信息，并且通过对与表面像素中与第一目标像素相邻的多个第一相邻像素相关的色调信息应用误差扩散方法来扩散出现在量化中的色调信息中的误差；第一设置单元，该第一设置单元针对与多个表面像素相对应的相应位置的排放位置(在形成模型层之前，排放单元在该排放位置处将彩色模型液体排放到模型颗粒材料)，按照由扩散单元量化的色调信息，根据构成颜色信息来设置与颜色模型液体的排放相关的排放信息和与颜色模型液体的不排放相关的不排放信息；以及生成单元，该生成单元生成包括由第一设置单元针对排放位置所设置的排放信息和不排放信息的控制数据。扩散单元扩散误差，使得扩散到第一相邻像素中在积层方向上与第一目标像素相邻的第一像素的误差的比例大于在扩散到第一相邻像素中在与积层方向不同的方向上与第一目标像素相邻的第二像素的误差的比例。

日本未审查专利申请公开第2000-177016号公开了一种用于得到三维模型的制造方法，该制造方法基于与三维模型相关的信息根据横截面区域的形状来对片材进行切割或积层，所述方法包括：(a)准备片材；(b)基于三维模型的几何形状数据和颜色数据而生成着色区域的图像数据，所述图像数据用于：与以预定间隔对三维模型进行切片而得到的横截面的轮廓形状数据和要施加到三维模型的表面的着色的位置及颜色相对应地，对横截面进行着色，以及(c)基于轮廓形状数据和着色区域的图像数据而在片材上限定着色区域，并且向着色区域施加着色。

日本未审查专利申请公开第2003-145630号公开了一种三维建模系统，该三维建模系统包括：建模装置，该建模装置通过对截面元素(sectionalelements)进行积层来创建三维对象；以及数据处理装置，该数据处理装置处理与三维对象相关的三维数据，该三维数据包括限定三维对象的表面的着色并被用在纹理映射中的图像数据，数据处理装置具有区域确定单元和着色确定单元，该区域确定单元基于三维数据针对截面元素中的每一个来确定指定待着色的着色区域的区域数据，该着色确定单元基于区域数据和图像数据来确定截面元素中的每一个的着色。

美国未审查专利申请公开第2015/25877号公开了一种三维模型的制造方法，在该制造方法中，在与物品表面垂直的方向上由多个体元给出皮肤的颜色区域。

引用列表

专利文献

在例如日本未审查专利申请公开第2013-114676号、第2015-44299号、第2000-177016号、第2003-145630号和美国未审查专利申请公开第2015/25877号中公开了相关技术。

技术实现要素：

当通过喷墨来排放模型材料以制造三维模型时，像素中的每一个都具有扁平的形状。为此，例如，当三维模型表面被着色为同一颜色时，上表面和下表面的颜色的浓度会比侧表面的颜色的浓度轻。

因此，本发明的目的是提供在三维模型被着色为同一颜色时能够减小取决于平面的位置的颜色浓度差异的三维模型制作数据生成设备、三维模型制作数据生成方法和三维模型。

根据本发明的一方面，提供了一种三维模型制作数据生成设备，该三维模型制作数据生成设备包括：区域设置单元，该区域设置单元将相交区域设置为着色区域，所述相交区域是在针对构成三维模型的多个网格中的每一个网格，由切片平面沿预定方向对通过将该每一个网格向所述三维模型的内部平移而形成的多棱柱进行切片时而得到的；以及色设置单元，该色设置单元将由所述区域设置单元设置的所述着色区域的颜色设置为所述每一个网格的颜色。

本发明的第二方面提供了一种三维模型制作数据生成设备，该三维模型制作数据生成设备还包括投影单元，该投影单元在纹理被设置到所述网格时将所述纹理投影到所述相交区域上。

本发明的第三方面提供了一种三维模型制作数据生成设备，其中，所述区域设置单元将所述多棱柱的厚度设置为固定厚度。

本发明的第四方面提供了一种三维模型制作数据生成设备，其中，所述区域设置单元随着所述网格的所述颜色的浓度增大而增加所述多棱柱的厚度。

本发明的第五方面提供了一种使计算机用作根据第一方面至第四方面中的任一项所述的三维模型制作数据生成设备的每个单元的三维模型制作数据生成方法。

本发明的第六方面提供了一种三维模型制作数据生成设备，其中，所述多个网格中的每一个网格在沿所述每一个网格的法线方向上在朝向内部的预定厚度上被着色。

根据本发明的第一方面、第五方面和第六方面，实现了以下效果：当三维模型被着色为同一颜色时，能够减小取决于平面位置的颜色浓度差异。

根据本发明的第二方面，实现了以下效果：可以正确地形成纹理。

根据本发明的第三方面，实现了以下效果：简化了三维模型制作数据的生成处理。

根据本发明的第四方面，实现了以下效果：可以避免三维模型的内部被不必要地着色。

附图说明

将基于以下附图来详细地描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1是三维建模设备的框图；

图2是三维建模设备的侧视图；

图3a和图3b提供三维模型处理的流程图；

图4是用于例示三棱柱的视图；

图5是用于例示投影纹理的视图；

图6是例示三维模型的示例的视图；

图7是用于例示切片图像的示例的视图；以及

图8是用于例示着色区域的视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述用于执行本发明的示例性实施方式。

首先，将参照图1和图2描述根据本示例性实施方式的三维建模设备10的配置。值得注意的是，在以下的描述中，分别用c、m、y、k、w和t来指代青色、品红色、黄色、黑色、白色和没有色彩的透明色，并且当必须按颜色来区分部件时，每个部件的符号末尾标记有与颜色相对应的颜色符号(c、m、y、k、w和t)。另外，当统称部件而未按颜色区分时，在说明书中省去每个符号末尾的颜色符号。

如图1中所示，三维建模设备10包括控制器12，模型材料储存器14c、14m、14y、14k、14w和14t，模型材料排放头16c、16m、16y、16k、16w和16t，以及支撑材料储存器18。另外，三维建模设备10包括支撑材料排放头20、紫外(uv)光源22、xy扫描仪24、模型台升降机26、清洁器28、存储器30、通信器32和剩余量检测器34。

控制器12包括中央处理单元(cpu)12a、只读存储器(rom)12b、随机存取存储器(ram)12c、非易失性存储器12d和输入/输出(i/o)接口12e。cpu12a、rom12b、ram12c、非易失性存储器12d和i/o12e经由总线12f彼此连接。

另外，i/o12e连接到模型材料储存器14、模型材料排放头16、支撑材料储存器18、支撑材料排放头20、uv光源22和xy扫描仪24。此外，i/o12e连接到模型台升降机26、清洁器28、存储器30、通信器32和剩余量检测器34。值得注意的是，cpu12a是区域设置单元、颜色设置单元和投影单元的示例。

模型材料储存器14储存用于创建三维模型的模型材料。另外，模型材料储存器14储存与颜色中的每一种相对应的模型材料。模型材料由具有被uv光(即，紫外光)照射时固化的性质的uv固化树脂等构成。

模型材料排放头16按照来自cpu12a的命令通过喷墨来排放对应的颜色的模型材料，该模型材料是由模型材料储存器14供应的。

支撑材料储存器18储存用于支撑或保护三维模型的支撑材料。支撑材料用于将三维模型的悬伸(overhang)部分(突出部分)支撑到完成三维模型为止的目的，并且在完成三维模型之后被去除。例如，当三维模型具有如同立方体的几乎垂直的表面时，支撑材料还用于避免和防止液体滴到表面上的目的。另外，支撑材料用于覆盖和保护模型材料以避免三维模型由于uv光而导致劣化的目的。与模型材料类似，支撑材料由具有被uv光照射时固化的性质的uv固化树脂或类似物构成。

支撑材料排放头20按照来自cpu12a的命令通过喷墨来排放支撑材料，该支撑材料是由支撑材料储存器18供应的。

模型材料排放头16和支撑材料排放头20中的每一个包括多个喷嘴，并且使用在压力作用下排放各材料的液滴的压电型排放头。排放头并不限于压电型，只要各排放头是喷墨型的即可，并且排放头可以是在泵的压力的作用下排放在其中的各材料的排放头类型。

uv光源22用uv光来照射从模型材料排放头16排放的模型材料和从支撑材料排放头20排放的支撑材料，以固化这些材料。根据模型材料和支撑材料的类型来选择uv光源22。作为uv光源22，例如，可以使用金属卤化物灯、高压汞灯、超高压汞灯、深紫外灯、使用微波从外部激励的无电极汞灯、紫外激光器、氙气灯或具有诸如uv发光二极管(led)的光源的装置。此外，替代uv光源22，可以使用电子束照射装置。例如，可以罗列出扫描型、卷帘型和等离子体放电型电子束照射装置。

如图2中所示，模型材料排放头16、支撑材料排放头20和uv光源22被安装在xy扫描仪24中包括的扫描轴24a上。

最靠近uv光源22设置的模型材料排放头16(在图2的示例中的模型材料排放头16t)和uv光源22以彼此间隔开的预定距离w被安装在扫描轴24a上。另外，与模型材料排放头16相邻的支撑材料排放头20安装在扫描轴20a上。值得注意的是，模型材料排放头16和支撑材料排放头20的布置次序不限于图2中所示的示例，而且可以是其他布置次序。

xy扫描仪24驱动扫描轴24a，使得模型材料排放头16、支撑材料排放头20和uv光源22在x轴方向和y轴方向上移动，换句话说，扫描xy平面。

模型台升降机26将图2中示出的模型台36在z轴方向上上下移动。cpu12a控制模型材料排放头16、支撑材料排放头20和uv光源22，使得在创建三维模型时将模型材料和支撑材料排放到模型台36上，并使用uv光来照射所排放的模型材料和支撑材料。cpu12a控制xy扫描仪24，使得模型材料排放头16、支撑材料排放头20和uv光源22扫描xy平面，并控制模型台升降机26使得模型台36在z轴方向上逐渐下降。

值得注意的是，当创建三维模型时，为了避免模型材料排放头16、支撑材料排放头20、uv光源22与模型台36上的三维模型40之间有接触，cpu12a控制模型台升降机26，使得模型材料排放头16、支撑材料排放头20、uv光源22与模型台36上的三维模型40之间在z轴方向上的距离大于或等于预定距离h0。

清洁器28具有通过吸取粘附到模型材料排放头16和支撑材料排放头20的喷嘴的材料来清洁该喷嘴的功能。例如，清洁器28设置在模型材料排放头16和支撑材料排放头20的扫描范围之外的退避区域中，并且在执行清洁时，在清洁前将模型材料排放头16和支撑材料排放头20退避到上述提到的退避区域。

存储器30存储随后描述的三维建模程序30a、三维建模数据30b和支撑材料数据30c。cpu12a读取并且执行存储在存储器30中的三维建模程序30a。值得注意的是，通过使用cd-rom驱动器等，cpu12a可以读取并且执行记录在记录介质(诸如压缩盘只读存储器(cd-rom))上的三维建模程序30a。另外，cpu12a可以经由网络从外部装置读取三维建模程序30a，以执行三维建模程序30a。

作为根据本示例性实施方式的三维建模数据30b的格式，例如使用obj格式。obj格式是表示三维模型的形状和颜色的数据的格式。在obj格式中，使用处理几何形状的数据的obj文件和处理包括颜色信息和纹理信息的材料数据的mtl文件。在本示例性实施方式中，作为示例，用三角形网格的集合来表示三维模型40。在obj文件中，针对各网格，以关联的方式来定义网格专有的面编号和三角形网格的顶点坐标数据。另外，在mtl文件中，与各网格相关联地定义颜色信息和纹理(图案)信息。值得注意的是，表示三维模型的数据的格式不限于obj格式，可以是其他格式。

通信器32是用于与输出三维模型的三维建模数据30b的外部装置执行数据通信的接口。cpu12a通过按照从外部装置发送的三维建模数据30b控制部件中的每一个来创建三维模型。

例如，剩余量检测器34使用光学传感器来分别检测存储在各模型材料储存器14中的模型材料剩余量。

接下来，将参照图3a和图3b描述根据本示例性实施方式的三维建模设备10的操作。cpu12a执行三维建模程序30a，由此执行图3a和图3b中示出的三维模型处理。值得注意的是，例如，当从外部装置接收到开始创建三维模型的命令时，执行图3a和图3b中示出的三维模型处理。

在图3a的步骤s100中，从外部装置接收三维模型的三维建模数据30b，并将其储存在存储器30中。

在步骤s102中，参照obj文件，并且针对定义三维模型的形状的网格中的每一个，沿该网格的法线方向在三维模型的内部设置厚度d。具体地，各网格沿法线方向朝三维模型的内部平移厚度d，以形成三棱柱，并且三棱柱的6个顶点的坐标数据被存储在存储器30中。例如，如图4中所示，网格50沿法线方向h朝三维模型的内部平移厚度d，以形成三棱柱52，并且三棱柱52的6个顶点52-1至52-6的坐标数据被存储在存储器30中。针对所有网格来执行该处理。

值得注意的是，厚度d被预设为不会引起取决于网格位置的颜色浓度差异的厚度，例如在三维模型被着色为同一颜色时。

在步骤s104中，设置与接触面(xy平面)平行的切片平面，三维模型在该接触面上与模型台36接触。首先，切片平面被设置为例如三维模型的顶层。另外，当在随后描述的步骤s128中得到否定的确定之后执行步骤s102时，切片平面被设置为向下层移动预定层节距(距离)p。值得注意的是，下文中，通过节距编号来指代z轴方向上设置的切片平面的位置。例如，顶层的节距编号是“1”，而且每当切片平面向下层移动层节距p时，节距编号递增。

在步骤s106中，参照步骤s102中计算出的三棱柱的坐标数据，并且提取通过在步骤s104中设置的切片平面对三维模型进行切片时与切片平面相交的各三棱柱。

在步骤s108中，针对步骤s106中提取的所有三棱柱中的每一个，基于步骤s106中确定的所有三棱柱的坐标数据，计算通过用步骤s102中设置的切片平面对三棱柱进行切片而得到的相交区域。

在步骤s110中，将颜色信息设置到步骤s108中计算出的各相交区域。例如，对于图4的三棱柱52，当通过切片平面对三棱柱52进行切片时，确定由阴影指示的相交区域54。然后，参照mtl文件，而且设置到网格50的颜色信息被设置(复制)到相交区域54。

具体地，在图4的相交区域54的情况下，切片数据被储存在存储器30中，在该切片数据中，在步骤s102中设置的切片平面的节距编号、相交区域54的四个顶点54-1至54-4的坐标数据和设置到网格50的颜色信息相互关联。针对步骤s106中提取的所有网格来执行该处理。

在步骤s112中，参照mtl文件，并且确定是否已经将纹理设置到在步骤s106中提取的网格。在已经设置了纹理时，流程前进至步骤s114，而在尚未设置纹理时，流程前进至步骤s115。

在步骤s114中，参照mtl文件得到纹理信息，并且基于所得到的纹理信息将纹理投影在相交区域上。具体地，当如图5中所示将纹理62设置到网格60时，将纹理62沿网格60的法线方向h朝着相交区域64投影。因此，纹理66被投影到相交区域64上。

在步骤s115中，颜色信息被设置到三维模型70的内部除着色区域以外的内部区域。在本示例性实施方式中，设置白色来作为实例。

在步骤s116中，使用公知的技术来对基于在步骤s110中存储在存储器30中的切片数据的切片图像进行量化，并且生成rgb切片图像数据。

这里，例如，在待创建的三维模型是如图6中所示的人的头部的三维模型70的情况下，当通过切片平面72来对三维模型70进行切片时，得到如图7中所示的切片图像74。在这种情况下，尽管三维模型70和切片平面72之间的相交区域被设置为由阴影表示的着色区域76，但白色被设置到三维模型70的内部除着色区域76以外的内部区域78。例如，在针对rgb中的每一个用8位来对切片图像进行量化时，内部区域78中的各像素的像素值被设置为使得r＝g＝b＝255。另外，透明(α)值被设置到在三维模型70的外部不存在物质的外部区域80中的各像素。

在步骤s118中，使用公知技术将在步骤s116中被量化的rgb切片图像数据转换成cmyk切片图像数据。

在步骤s120中，使用公知技术对步骤s118中生成的cmyk切片图像数据执行伽马校正处理。

在步骤s122中，使用公知技术对步骤s120中经伽马校正的cmyk切片图像数据执行半色调处理。

在步骤s124中，生成支撑材料数据30c。通过在模型台36上连续积层模型材料来创建三维模型。当三维模型的一部分在其下方具有空间时，也就是说，存在所谓的悬伸(overhanging)部分，必须从下部位置来支撑悬伸部分。为此，基于作为当前处理目标的层的正上方的相邻层的切片数据来识别作为悬伸部分下方空间的支撑部分，并且生成支撑材料数据30c。例如，在如图2中所示的三维模型40的情况下，悬伸部分下方的空间被识别为支撑部分42，并且生成支撑材料数据30c，支撑材料数据30c指示支撑材料将被排放到支撑部分42。

具体地，在作为当前处理目标的层的正上方的相邻层中，存在三维模型的区域或确定为必须要有支撑材料的区域(换句话讲，在xy平面上与存在模型材料或支撑材料的区域相同的区域)被识别为支撑部分，针对该支撑部分，必须要有支撑材料支撑其中存在上层材料的区域。然后，生成支撑材料数据30c，支撑材料数据30c指示支撑材料将被排放到支撑部分。

在步骤s126中，基于步骤s118中生成的cmyk切片图像数据，以标记图像文件格式(tiff)的格式生成针对各颜色的颜色分离图像。值得注意的是，图像的格式可以是tiff格式以外的格式。

在步骤s128中，确定切片平面是否已经移动至最下层。当确定切片平面移动至最下层时，流程前进至步骤s130，并且当确定切片平面没有移动至最下层时，也就是说，当存在未经处理的切片平面时，流程前进至步骤s104，并且切片平面向下层移动层节距p，并且执行与如上所述相同的处理。

这里，将参照图8描述着色区域的范围的具体示例。如图8中所示，当通过切片平面s1对三维模型90进行切片时，用网格m1的颜色着色的着色区域由在切片平面s1与通过将网格m1在网格m1的法线方向上平移厚度d而形成的三棱柱t1之间的相交区域k1给出。

另外，当通过切片平面s2对三维模型90进行切片时，用网格m2的颜色着色的着色区域由在切片平面s2与通过将网格m2在网格m2的法线方向上平移厚度d而形成的三棱柱t2之间的相交区域k2给出。由于切片平面s2与三棱柱t1相交，因此在三棱柱t1与切片平面s2之间的相交区域k21也是用网格m1的颜色着色的着色区域。

因此，当通过切片平面s1至s5对三棱柱t1进行切片时得到的相交区域k1、k21、k31、k41和k51是用网格m1的颜色着色的着色区域。另外，当通过切片平面s2至s5对三棱柱t2进行切片时得到的相交区域k2、k32、k42和k52是用网格m2的颜色着色的着色区域。

值得注意的是，对于在由切片平面s2至s5对通过将网格m3在网格m3的法线方向上平移厚度d而形成的三棱柱t3进行切片时而得到的相交区域的情况、在由切片平面s3至s5对通过将网格m4在网格m4的法向方向上平移厚度d而形成的三棱柱t4进行切片时而得到的相交区域的情况、以及在通过切片平面s4和s5对通过将网格m5在网格m5的法线方向上平移厚度d而形成的三棱柱t5进行切片时而得到的相交区域的情况，同样如此。

以此方式，着色区域被设置在三维模型90的内部中，由此减小了在三维模型被着色为同一颜色时取决于平面位置的颜色浓度差异。

在步骤s130中，控制uv光源22以开始用uv光进行照射。

在步骤s132中，执行模型处理。具体地，控制xy扫描仪24，以使得模型材料排放头16和支撑材料排放头20扫描xy平面，并且控制模型台升降机26，使得模型台36在z轴方向上逐渐下降。伴随这种控制，控制模型材料排放头16，以使得按照步骤s126中生成的各颜色的tiff数据来排放模型材料，并且控制支撑材料排放头20，以使得按照步骤s124中生成的支撑材料数据30c来排放支撑材料。

在步骤s134中，执行预定的后处理，诸如停止在步骤s130中开始的用uv光进行照射的处理、以及清洁模型材料排放头16和支撑材料排放头20的处理。值得注意的是，可以按预定时序(例如，每过去预定时段或者每当消耗了预定量的模型材料和支撑材料中的至少一种时)来执行清洁处理。当完成了步骤s134中的处理时，完成了三维模型处理。

以此方式，在本示例性实施方式中，用网格的颜色来着色在切片平面与在网格的法线方向上具有一厚度的三棱柱之间的相交区域。因此，制作出三维模型，该三维模型具有沿网格的法线方向朝向内部的预定厚度，并且用网格的颜色来着色该三维模型，由此减少了在三维模型被着色为同一颜色时取决于平面位置的颜色浓度差异。

值得注意的是，在本示例性实施方式中，已经描述了当通过为网格赋予一厚度来形成三棱柱时厚度d是固定值的情况。然而，可以根据被设置到网格的颜色信息的浓度来设置厚度d。例如，厚度d可以被设置为随着网格的颜色信息的浓度增加而越来越厚。这样避免了三维模型的内部被不必要地着色。

另外，在纹理被设置到各网格的情况下，当所设置的纹理是精细限定的时，厚度d被设置得较薄。

在本示例性实施方式中，已经描述了在三维模型内部的着色区域的更内部被设置成白色的情况。然而，可以用另一颜色来着色内部。在设置另一颜色的情况下，与设置白色的情况相比，厚度d被设置得较厚。

在本示例性实施方式中，已经描述了各网格的形状是三角形的情况。然而，不限于此，网格可以是比四边形更多边的多边形。

在本示例性实施方式中，已经描述了喷墨类型的三维建模设备。然而，不限于此，本发明可应用于热熔型三维建模设备。

虽然在以上提到的示例性实施方式中已经描述了在模型材料排放头16正在扫描xy平面的同时，模型台36在z轴方向上逐渐下降的情况，但在模型材料排放头16正在扫描xy平面的同时，模型台36可以在z轴方向上逐渐升高。

另外，以上提到的示例性实施方式中描述的三维建模设备10(参见图1)的配置是示例，无须言明，在不脱离本发明的精神的情况下，可以排除不必要的部分或者可添加新部分。

出于例示和描述的目的，提供了本发明的示例性实施方式的前述描述。不旨在排它或将本发明限制成所公开的精确形式。显而易见的是，本领域专业技术人员将明白许多修改例和变型例。所选择和描述的实施方式是为了最佳地说明本发明的原理及其实践应用，由此，使得本领域技术人员能够针对各种实施方式并且具有如适于预期特定用途的各种修改例来理解本发明。本发明的范围旨在通过所附的权利要求书及其等同物来限定。