光检测和测距（LIDAR）成像系统和方法与流程

本公开的实施例总体涉及将长距离目标成像的系统和方法，诸如光检测和测距(lidar)系统和方法。

背景技术：

lidar代表可用于检测目标的表面特征，诸如地表上各区域的感测方法。通常的lidar系统包括激光器、扫描器和检测器。激光器发射用来测量相对于特定目标的各区域的距离的光脉冲。扫描器在目标表面上移动光脉冲。光脉冲反射离开目标并由检测器接收。在检测器接收的反射光脉冲用来生成关于目标的表面形状和区域的三维信息。

通常的lidar系统包括将发射的光脉冲在包括目标的所关注区域上移动的单个扫描器。确定每个反射的光脉冲的飞行时间，以及光脉冲被扫描的角度。飞行时间和扫描角的组合用来生成所关注区域内的目标的三维图像。

通常，扫描器包括单光束转向元件和光学元件。lidar系统在发射随后的激光脉冲之前接收反射的激光脉冲。具体地，已知的lidar系统包括发射激光脉冲的激光发射器。在发射器发射随后的激光脉冲之前，检测器首先接收初始发射的激光脉冲。lidar系统监测从发射到检测的时间以确定反射所发射的激光的目标的距离。然而，如所提到，已知的lidar系统操作以使得在任一时间仅单个激光束在传播中(即，在发射和检测之间)。

使用飞行时间作为从发射器到目标的距离度量的已知系统通常受到激光脉冲从发射器发射、传播到目标并从目标反射回到检测器以被记录所花费的时间的限制。在初始激光脉冲和随后激光脉冲之间的时间延迟限制系统性能。例如，如果目标在200英尺之外，则激光脉冲从发射器传播到目标和返回到检测器花费的时间为约400纳秒。这样，系统能够采样目标的最快频率为约2.5mhz。如果例如成像帧包括1000×1000像素，则帧速率约为每秒2.5帧。如果成像帧为250×250像素，则帧速率提高到约每秒40帧，但处于降低的空间分辨率。随着目标进一步远离，帧速率和空间分辨率的降低甚至更大。

技术实现要素：

需要基于反射的光信号形成三维图像的更快且更有效的成像系统和方法。需要维持高的帧速率和空间分辨率的成像系统。需要在成像系统的传播时间中具有提高的帧速率和分辨率的成像系统和方法。

考虑这些需要，本公开的某些实施例提供一种被配置为基于多个反射光信号形成目标的图像的成像系统。成像系统可包括被配置为向目标发射多个光信号的光发射组件。多个光信号中的每个具有不同于多个光信号中的其它光信号的特有特性。光检测器组件被配置为接收并检测从目标反射的多个光信号，并基于多个光信号中的每个的特有特性区分多个光信号中的各个。在至少一个实施例中，成像系统可以是被配置为基于多个反射激光信号形成目标图像的光检测和测距(lidar)系统。

在至少一个实施例中，特有特性包括特有波长。在至少一个其它实施例中，特有特性包括特有的信息包大小。

光发射组件可在多个光信号中的第一信号由光检测器组件接收之前发射多个光信号中的各个。在至少一个实施例中，在光发射组件和光检测器组件之间的途中不同时存在具有相同的特有特性的两个光信号。

多个光信号中的每个光信号可从光发射组件沿共同光轴发射。发射器组件可被配置为将多个光信号多路复用为共同光束。

光发射组件可包括多个光发射器。多个光发射器中的每个可被配置为发射多个光信号中的相应光信号。

光检测器组件可包括多个光检测器。多个光检测器中的每个可被配置为接收多个光信号中的相应光信号。

光发射组件可包括多个滤光器，其被配置为过滤多个光信号，以使得多个光信号中的每个表现出特有特性。在至少一个实施例中，光发射组件和光检测器组件中的一者或两者可包括多个二色镜。多个二色镜中的每个可被配置为反射特定波长的光。

光发射组件可包括色散组合器，其被配置为沿共同光轴重新导向多个光信号。在至少一个其它实施例中，光发射组件可包括激光源、激光增益介质、全反射器和部分反射器。全反射器相对于部分反射器是可移动的以改变全反射器和部分反射器之间的间隔距离。改变间隔距离使特有特性变化。

光检测器组件可包括色散元件或衍射元件。色散元件和衍射元件中的每个可被配置为将多个光信号中的每个转向到相应的检测器。

本公开的某些实施例提供一种被配置为基于多个反射光信号形成目标图像的成像方法。成像方法可包括向目标发射多个光信号，其中，多个光信号中的每个具有不同于该多个光信号中的其它光信号的特有特性，检测从目标反射的多个光信号，并基于多个光信号中的每个的特有特性区分多个光信号中的每个。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的成像系统的示意框图。

图2示出了根据本公开的实施例的成像系统的示意图。

图3示出了根据本公开的实施例的光发射组件的示意图。

图4示出了根据本公开的实施例的光发射组件的示意图。

图5示出了根据本公开的实施例的光检测器组件的示意图。

图6示出了根据本公开的实施例的光检测器组件的示意图。

图7示出了根据本公开的实施例的用多个光信号将目标成像的方法的流程图。

具体实施方式

某些实施例的以上概述和以下详述将在结合附图阅读时被更好地理解。如本文所使用，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”为前导的元件或步骤应理解为并不排除多个元件或步骤。进一步地，引用的“一个实施例”并不旨在解释为排斥同样结合有所叙述特征的另外实施例的存在。此外，除非以相反方式明确陈述，否则“包括”或“具有”有特定条件的一个要素或多个要素的实施例可包括不具有该条件的额外要素。

本公开的某些实施例提供一种成像系统，其可包括被配置为发射多个光信号(诸如脉冲激光)的光发射组件。每个光信号可具有与其它光信号相比是特有的特性。在至少一个实施例中，每个光信号可以以特定波长发射。例如，第一光信号可以以第一波长发射，而第二光信号可以以与第一波长不同的第二波长发射。成像系统还可包括接收从目标反射的光信号的光检测器组件。光检测器组件被配置为基于特有特性区别所接收的光信号。例如，光检测器组件可被配置为基于不同波长区别所接收的光信号。这样，多个光信号中的每个可在光检测器组件接收反射光信号中的至少一个之前发射。在光检测器组件接收具有第一特有(unique，唯一)特性的第一光信号之后，发射器组件可然后向目标发射具有第一特有特性的第一光信号中的另一个，即使具有不同特有特性的其它光信号可能仍在光发射组件和光检测器组件之间的途中(例如，在传播中)。

目标可以距成像系统有显著距离。例如，目标可以是长距离目标，该长距离可以是距成像系统几百英尺、英里或更多。目标可以是天然或人造结构。例如，目标可以是地貌特征，诸如平原、山丘、山脉、水体、天然界标或地层等。作为另一例子，目标可以是人造物体，诸如建筑物、交通工具、道路、铁路的一部分、界碑等。

本公开的某些实施例提供可发射多个不同光信号(诸如激光脉冲)的三维成像系统(诸如lidar系统)。不同光信号可被多路复用为共同光束。不同光信号在被一个或多个检测器接收时，可通过它们的特定波长差被区分。

在至少一个实施例中，代替使用发射具有相同特性的光信号的单个光源，单个光源可用来生成具有多个不同波长的光信号。在至少一个其它实施例中，多个光源可用来生成具有不同波长的多个光信号。所发射的光信号可相对于单个光轴对齐。与已知系统相比，光信号可在时间(和距离)上更紧密地分开，由此提供具有提高的帧速率和分辨率的更快系统。

本公开的某些实施例提供一种成像系统，其可包括至少一个光源，以及控制单元(诸如定时电路)，其被配置为记录脉冲开始和返回时间。一个或多个光源被配置为生成多个不同光信号(诸如激光脉冲)，每个光信号可具有将其与其它光信号区分开的至少一个特有特性(诸如特有波长)。光信号可被多路复用为共同光束。一个或多个检测器可被配置为基于一个或多个特有特性区别所接收的光信号。

图1示出了根据本公开的实施例的成像系统100的示意框图。成像系统100包括光发射组件102和光检测器组件104。控制单元106可以可操作地耦接到光发射组件102和光检测器组件104，诸如通过一个或多个有线和/或无线连接。控制单元106可被配置为控制光发射组件102和光检测器组件104的操作。例如，控制单元106可包括被配置为控制光信号(诸如脉冲激光)从光发射组件102的发射的定时电路。可选地，代替与光发射组件102和光检测器组件104分离并不同于它们的控制单元，光发射组件102和光检测器组件104中的一者或两者可包括被配置为控制成像系统100的操作的控制单元。成像系统100可以是三维(3d)成像系统，诸如lidar系统。

光发射组件102可包括被配置为发射多个光信号108、110和112(诸如脉冲激光)的一个或多个光源，诸如一个或多个激光源。每个光信号108、110和112具有相对于其它光信号108、110和112是特有的至少一个特性。例如，每个光信号108、110和112可以以特有波长发射。这样，第一光信号108可以以第一波长发射。第二光信号110可以以不同于第一波长的第二波长发射。第三光信号112可以以不同于第一波长和第二波长的第三波长发射。因为波长不同，所以第一光信号108、第二光信号110和第三光信号112中的每个可具有不同颜色。例如，第一光信号108可以是蓝光信号，第二光信号110可以是黄光信号，以及第三光信号112可以是红光信号。在至少一个其它实施例中，光信号108、110和112的波长可变化，使得光信号中的每个可以具有类似颜色的不同深浅度。例如，第一光信号108可以是暗红色，第二光信号110可以是中间红色，以及第三光信号112可以是亮红色。

在至少一个其它实施例中，光信号108、110和112中的每个可在信息包大小、长度等方面不同。例如，第一光信号108可以是单个光信息包(例如，单个激光脉冲)。第二光信号110可以是两个单独的光信息包(例如，间隔小于1纳秒的两个激光脉冲)。第三光信号112可以是三个单独的光信息包(例如，间隔小于1纳秒的三个激光脉冲)。在至少一个其它实施例中，第一光信号108可以是在第一持续时间内延续的光发射(例如，持续1纳秒的激光发射)。第二光信号110可以是在比第一持续时间更短或更长的第二持续时间内延续的光发射(例如，持续2纳秒的激光发射)。第三光信号112可以是在比第一持续时间和第二持续时间更短或更长的第三持续时间内延续的光发射(例如，持续3纳秒的激光发射)。

光发射组件102可被配置为发射比所示更多或更少的光信号。应理解，图1所示的光信号108、110和112仅是示例性的。在至少一个实施例中，光发射组件102可被配置为发射六个或更多个光信号，每个光信号具有至少一个特有特性。

光检测器组件104可包括一个或多个检测器，其被配置为接收从目标114反射的分别代表光信号108、110和112的光信号108’、110’和112’。光检测器组件104被配置为基于光信号108’、110’和112’的特有特性区别和区分光信号108’、110’和112’。例如，光检测器组件104接收光信号108’，并识别其具有第一特有特性(诸如第一波长)。光检测器组件104接收第二光信号110’，并识别其具有不同于第一特有特性的第二特有特性(诸如第二波长)，并因此能够区别第二光信号110’与第一光信号108’。类似地，光检测器组件104接收第三光信号112’，并识别其为具有不同于第一特有特性和第二特有特性两者的第三特有特性(诸如第三波长)，并因此能够将第三光信号112’与第一光信号108’和第二光信号110’区分开。

在操作中，光发射组件102被配置为向目标114发射多个光信号108、110和112(每个具有至少一个特有特性)。例如，控制单元106可操作光发射组件102以向目标114发射光信号108、110和112。光信号108、110和112可从光发射组件102沿相同光轴发射，并可在3d成像系统(诸如lidar系统)中被操控和被引导。

光发射组件102可在光检测器组件104检测到反射的光信号108’、110’和112’中的任一个(或至少一个)之前，发射光信号108、110和112。例如，光发射组件102不需要等待到反射光信号108’由光检测器组件104检测就发射光信号110。

在光检测器组件104接收反射光信号108’时或之后，控制单元106可然后操作光发射组件102发射与初始发射的光信号108具有相同的特有特性的随后的光信号108。类似地，在光检测器组件104接收反射光信号110’时或之后，控制单元106可然后操作光发射组件102以发射与初始发射的光信号110具有相同的特有特性的随后的光信号110。进一步地，在光检测器组件104接收反射光信号112’时或之后，控制单元106可然后操作光发射组件102以发射与初始发射的光信号112具有相同的特有特性的随后的光信号112。这样，控制单元106可基于特定光信号是否在光发射组件102和光检测器组件104之间的途中(例如，在传播中)，控制所发射的光信号108、110和112的定时。在至少一个实施例中，具有相同特有特性的多个光信号可以不同时在传播中(即，在光发射组件102和光检测器组件104之间的途中)。以此方式，控制单元106可基于每个光信号108、110和112的特有特性准确确定目标114距光发射组件102的距离，而不存在可能由具有相同特性的多个光信号以其他方式导致的干扰。

如上所述，控制单元106可用来控制成像系统100的操作。如本文所用，术语“控制单元”、“单元”、“中央处理单元”、“cpu”、“计算机”等可包括任何基于处理器的或基于微处理器的系统，其包括使用以下装置的系统：微控制器、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asic)、逻辑电路以及包括能够执行本文所述功能的硬件、软件或其组合的任何其它电路或处理器。此些仅是示例性的，并因此不旨在以任何方式限制此类术语的定义和/或意义。例如，控制单元106可以是或可包括被配置为控制成像系统100的操作的一个或多个处理器。

控制单元106被配置为执行存储在一个或多个存储元件(诸如一个或多个存储器)中的一组指令以便处理数据。例如，控制单元106可包括或耦接到一个或多个存储器。存储元件也可根据期望或需要存储数据或其它信息。存储元件可以是信息源或处理机内的物理存储器元件的形式。

该组指令可包括各种命令，其指示控制单元106作为处理机执行特定操作，诸如本文所述的主题的各种实施例的方法和过程。该组指令可以是软件程序的形式。软件可为各种形式，诸如系统软件或应用软件。进一步地，软件可以是单独程序的集合、在较大程序内的程序子集或程序的一部分的形式。软件也可包括面向对象编程的形式的模块化编程。处理机对输入数据的处理可响应于用户命令，或响应于先前处理的结果，或响应于由另一处理机做出的请求。

本文中的实施例的图示可示出一个或多个控制或处理单元，诸如控制单元106。应理解，处理或控制单元可表示可实施为具有执行本文所述操作的相关联指令(例如，存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质，诸如计算机硬盘驱动器、rom、ram等上的软件)的硬件的电路、电路系统或其部分。硬件可包括被硬连线以执行本文所述功能的状态机电路系统。可选地，硬件可包括电子电路，其包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的装置，诸如微处理器、处理器、控制器等。可选地，控制单元106可表示处理电路系统，诸如现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、一个或多个微处理器等中的一个或多个。在各种实施例中的电路可被配置为执行一个或多个算法以执行本文所述的功能。该一个或多个算法可包括本文所公开的实施例的方面，无论是否在流程图或方法中明确标示。

如本文所用，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器中以用于由计算机执行的任何计算机程序，该存储器包括ram存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器和非易失性ram(nvram)存储器。上面的存储器类型仅是示例性的，并因此不限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。

图2示出了根据本公开的实施例的成像系统100的示意图。光发射组件102可包括多个光发射器(诸如脉冲激光发射器)200、202、204、206、208和210。每个光发射器200、202、204、206、208和210被配置为生成并发射具有特有特性的光信号。例如，光发射器200可发射具有对应于第一颜色的第一波长的第一光信号212。第二光发射器202可发射具有对应于第二颜色的第二波长的第二光信号214。第二波长和第二颜色不同于第一波长和第一颜色。第三光发射器204可发射具有对应于第三颜色的第三波长的第三光信号216。第三波长和第三颜色不同于第一波长和第二波长以及第一颜色和第二颜色。第四光发射器206可发射具有对应于第四颜色的第四波长的第四光信号218。第四波长和第四颜色不同于第一波长、第二波长和第三波长以及第一颜色、第二颜色和第三颜色。第五光发射器208可发射具有对应于第五颜色的第五波长的第五光信号220。第五波长和第五颜色不同于第一波长、第二波长、第三波长和第四波长以及第一颜色、第二颜色、第三颜色和第四颜色。第六光发射器210可发射具有对应于第六颜色的第六波长的第六光信号222。第六波长和第六颜色不同于第一波长、第二波长、第三波长、第四波长和第五波长以及第一颜色、第二颜色、第三颜色、第四颜色和第五颜色。

可选地，代替特有特性为不同波长，特有特性可以是各种其它类型的特性。例如，特有特性可表示光信息包突发、大小、持续时间等的差异。

光发射组件102也可包括与光发射器200-210相关联的多个反射器230。反射器230可被配置为反射发射的光信号212-222并将它们沿光轴232对准向目标114。反射器230可用来将分离的和不同的光信号212-222多路复用在沿共同光轴232的共同光束路径上。如所提到，光信号212-222中的每个可调谐成不同波长(并因此不同颜色)。反射器230可以是或可包括用来沿共同光轴232发射光信号212-222的多个二色分束器。

发射的光信号212-222可穿过反射器236(诸如反射镜)的孔234而朝向目标114。发射的光信号212-222以反射光信号212’、214’、216’、218’、220’和222’反射离开目标114。反射光信号212’-222’反射离开反射器236而朝向光检测器组件104。

光检测器组件104可包括分光器子组件240，该分光器子组件240具有多个二色镜242、244、246、248、250和252，每个二色镜与相应的检测器254、256、258、260、262和264相关联并对准。每个检测器254-264被配置为检测与特定反射光信号212’-222’相关联的光的特定波长。每个二色镜242-252被配置为仅将特定波长光信号反射向相应检测器254-264，同时允许其它光信号从其通过。例如，二色镜242被配置为反射光信号212’(并允许其它光信号从其通过)，而检测器254被配置为检测光信号212’。其它二色镜244-252和检测器256-264被类似地调谐到特定光波长。光检测器组件104也可包括被配置为将反射光信号212’-222’聚焦到相应检测器254-264的透镜270。另选地，光检测器组件104可以不包括透镜270。

二色镜242-252可各自具有反射陷波(notch)或反射带。反射光信号可反射通过二色镜242-252的线性路径，使得每个二色镜242-252将特定波长的光反射到特定检测器254-264中。

可选地，代替二色镜，分光器子组件240可包括调谐到特定波长的一个或多个滤光器。每个特定检测器254-264可与相应的滤光器相关联。

控制单元106确定每个检测器254-264何时接收相应的反射光信号。在控制单元106确定特定的反射光信号已由相应检测器检测之后，控制单元106可操作光发射组件102以发射相关联的光信号。例如，当控制单元106确定检测器254已接收反射光信号212’时，控制单元106可使光发射器200发射另一个光信号212。

光信号212-222中的每个可在不同时间发射。例如，光信号222可首先发射，之后是光信号220，之后是光信号218，之后是光信号216，之后是光信号214，以及之后是光信号212。光信号212-222中的全部可同时在传播中(即，在发射器组件102和光检测器组件104之间的途中)。在至少一个实施例中，具有相同的特有特性的多个光信号可以不同时在传播中。例如，两个光信号212可以不同时在传播中以便减小可能的信号干扰和模糊。

另选地，代替具有分离的和不同的发射器的光发射组件102，光发射组件102可包括被配置为生成多个光信号212-222的单个发射器。在至少一个实施例中，单个发射器可调制输出以生成不同的光信号212-222。而且，另选地，光检测器组件104可包括被配置为在接收到反射信号212’-222’时识别不同特性的单个检测器。

图3示出了根据本公开的实施例的光发射组件102的示意图。光发射组件102可包括色散组合器300(诸如光楔、衍射光栅等)，其被配置为接收光信号212-222(该光信号中的每个可以以不同角度入射至色散组合器300)，并且沿共同光轴232将光信号212-222中的每个重新导向。光发射器200-210中的每个可相对于特定进入角对准到色散组合器300中。

图4示出了根据本公开的实施例的光发射组件102的示意图。在该实施例中，光发射组件102可包括被配置为发射光信号401到激光增益介质402(诸如气体、等离子体等)中的光源400。全反射器404和部分反射器406可在容纳激光增益介质402的空腔的相对侧。全反射器404和部分反射器406中的一者或两者可以可操作地耦接到致动器408(诸如马达)，其被配置为将全反射器406相对于部分反射器408移动。例如，全反射器404可在箭头a的方向上沿光轴232移动，以改变容纳激光增益介质402的空腔的大小。通过改变空腔的距离，光信号401的波长改变，由此产生不同的光信号212-222。反射器404和406可振荡或通过其它方式以设定的频率和位移移动。在这种移动期间，激光增益介质402被激励并且光信号401从其中发射。所得的光信号的波长取决于反射器404和406之间的间距420。当间距420改变(诸如光信号401的脉冲之间的距离改变)时，所得的激光脉冲的特定波长因此改变。这样，图4所示的光发射组件102被配置为生成具有特定的、可重复的和不同的波长的一连串激光脉冲。

作为例子，反射器404和406之间的1.00微米间隔距离可生成具有第一波长的光信号。随着间隔距离420增大到1.01微米，所得的光信号具有不同于第一波长的第二波长。

图5示出了根据本公开的实施例的光检测器组件104的示意图。光检测器组件104可包括色散元件500(诸如棱镜)以及多个检测器502、504、506、508、510和512。每个检测器502-512定位在源自色散元件500的色散光路径的焦点。色散元件500将所接收的光信号212’-222’色散到位于各个位置的检测器502-512。光检测器组件104也可包括透镜520，其将光信号聚焦到色散元件500。另选地，光检测器组件104可以不包括透镜520。

图6示出了根据本公开的实施例的光检测器组件104的示意图。光检测器组件104可包括衍射元件600，诸如相栅、振幅光栅、全息光学元件等。衍射元件600被配置为衍射并转向特定光信号212’-222’至特定的相关检测器602、604、606、608、610和612。

图7示出了根据本公开的实施例的用多个光信号将目标成像的方法的流程图。控制单元106(图1和图2所示)可根据图7的流程图操作成像系统100(图1和图2所示)。

方法开始于700，在该步骤中，在第一时间向要被成像的目标发射具有第一特有特性(诸如第一特定波长)的第一光信号(诸如第一脉冲激光)。在702，在第一时间之后的第二时间向目标发射具有不同于第一特有特性的第二特有特性的第二光信号。在第一光信号和第二光信号中的任一个由检测器组件检测之前，第一光信号和第二光信号可均在发射器组件和检测器组件之间的途中。

在704，确定第一信号是否已从目标反射并由检测器组件检测。如果没有检测到第一信号，那么方法进行到706，其中该方法抑制发射另一个第一信号。然后方法返回704。然而，如果检测到第一信号，则方法从704进行到708，其中，基于第一信号的传播时间记录到目标的距离。

在710，确定第二信号是否已从目标反射并由检测器组件检测。如果没有检测到第二信号，那么方法进行到712，其中该方法抑制发射另一个第二信号。然后方法返回710。然而，如果检测到第二信号，则方法从710进行到714，其中，基于第二信号的传播时间记录到目标的距离。

在716，确定是否需要来自目标的更多数据。例如，可需要更多数据以形成图像和/或确认目标的实时位置。如果需要更多数据，则方法从716返回700。然而，如果不需要更多数据，则方法从716进行到718，其中形成图像。

显然，方法可包括对多于两个光信号的发射和检测。例如，本公开的实施例可发射和检测三、四、五、六、七或更多个光信号，每个信号可包括不同于其它信号的特有特性。

如上所述，本公开的实施例提供用来基于反射光信号将目标成像的快速且有效的成像系统，诸如lidar系统。本公开的实施例提供维持高帧速率和空间分辨率的成像系统和方法。

尽管各种空间和方向术语，诸如顶部、底部、下部、中间、侧向、水平、垂直、前面等可用来描述本公开的实施例，但应理解，此类术语仅关于附图所示的取向使用。该取向可颠倒、旋转或以其它方式改变，使得上部为下部，并且反之亦然，水平变为垂直，等等。

如本文所用，“被配置为”执行任务或操作的结构、限制或元件以对应于该任务或操作的方式被特定结构化地形成、构建或适配。为清楚且避免疑问，仅能够经修改以执行任务或操作的对象不“被配置为”执行如本文所用的任务或操作。

应理解，上面描述旨在说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，可做出许多修改以使特定情况或材料适应本公开的各种实施例的教导而不背离它们的范围。尽管本文所述的材料的尺寸和类型旨在定义本公开的各种实施例的参数，但实施例绝不是限制性的并且为示例性实施例。许多其它实施例将对阅读上述描述的本领域技术人员是显而易见的。因此，本公开的各种实施例的范围应参考所附权利要求书以及与此权利要求书的主题的等同形式的完整范围确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的简明英语等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对它们的对象强加编号要求。进一步地，所附权利要求书的限制并未以手段加功能的格式书写，并且不旨在基于35u.s.c.§112(f)被解释，除非并且直到此权利要求书限制在进一步结构的功能空白的陈述之后明确使用短语“用于…的手段”。

该书面描述使用例子以公开包括最优模式的本公开的各种实施例，而且使得本领域技术人员能够实践本公开的各种实施例，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合方法。本公开的各种实施例的可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括对本领域技术人员发生的其它例子。如果此类其它例子具有不与权利要求书的文字语言不同的结构元件，或如果例子包括没有与权利要求书的文字语言的实质性不同的等效结构元件，则该例子旨在处于权利要求书的范围内。