指纹识别电路结构、装置和驱动方法

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别电路结构、包括该指纹识别电路结构的指纹识别装置和指纹识别电路结构的驱动方法。

背景技术

指纹识别作为一种便捷、安全的权限认证方式得到了广泛应用，其中基于压电超声原理的指纹识别器件在移动设备上的应用更具有发展前景。压电超声指纹识别利用压电材料的正压电和逆压电效应工作，通过检测超声波信号在玻璃-手指界面的反射强度差异实现指纹图像的检测。

在实现大尺寸的指纹识别器件时，存在几百甚至几万个相同的指纹检测单元，即像素；信号检测与处理电路无法同时处理所有像素电路的输出信号，所以一般在每个像素下设置相应的电路单元，每个像素的压电元件将声压转化为电信号后，进入相应的电路单元，实现电信号的采集、保持和传输。目前，采用TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)工艺的电路单元具有成本低、易于大规模集成的优点，但是TFT开关特性较差：速度慢，无法直接处理兆赫兹频段的信号；漏电大，不利于信号保存；导通电阻大，消耗的功耗大，尤其是大规模阵列的功耗消耗更大。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的导通电阻大的不足，提供一种导通电阻小的指纹识别电路结构、包括该指纹识别电路结构的指纹识别装置和指纹识别电路结构的驱动方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种指纹识别电路结构，包括：

超声发射接收元件，包括依次层叠设置的发射电极、压电层和接收电极，所述接收电极电连接于采样节点，所述超声发射接收元件配置为接收到预定电信号时发出超声波，且根据接收到超声波输出相应的电压信号；

检测电路，电连接于采样节点，所述检测电路配置为将所述接收电极输出的所述电压信号的峰值保存在所述采样节点以作为感测电压；

信号输出电路，电连接于采样节点，所述信号输出电路配置为对所述感测电压进行放大，并根据放大后的所述感测电压向输出节点流入放大的感测电流。

在本公开的一种示例性实施例中，所述信号输出电路包括：

升压子电路，电连接所述采样节点和检测控制端，配置为根据所述检测控制端的信号提升所述采样节点的所述感测电压；

检测子电路，电连接所述采样节点、电源端和中间节点，配置为根据提升后的所述感测电压向所述中间节点输出放大的所述感测电流；

第一开关子电路，电连接所述检测控制端、所述中间节点和所述输出节点，配置为响应于所述检测控制端的信号控制所述中间节点与所述输出节点之间的通断。

在本公开的一种示例性实施例中，所述升压子电路包括自举电容，所述自举电容的第一极电连接所述检测控制端，所述自举电容的第二极电连接所述采样节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述升压子电路包括升压晶体管，所述升压晶体管的第一极和第二级均电连接所述检测控制端，所述升压晶体管的控制极电连接所述采样节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述检测子电路包括检测晶体管，所述检测晶体管的控制极电连接所述采样节点，所述检测晶体管的第一极电连接所述电源端，所述检测晶体管的第二极电连接所述中间节点；

所述第一开关子电路包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制极电连接所述检测控制端，所述第一开关晶体管的第一极电连接所述中间节点，所述第一开关晶体管的第二极电连接所述输出节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述检测电路包括复位子电路，所述复位子电路电连接偏压端、复位控制端和所述采样节点，配置为响应于所述复位控制端的控制将所述偏压端提供的偏置电压提供至所述采样节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述检测电路还包括第二开关子电路，所述第二开关子电路电连接第一采样节点、第二采样节点和开关控制端，配置为响应于所述开关控制端的信号控制所述第一采样节点与所述第二采样节点之间的通断；所述第一采样节点相对于所述第二采样节点更靠近所述超声发射接收元件，所述复位子电路电连接所述第一采样节点。

根据本公开的一个方面，提供一种指纹识别装置，包括上述任意一项所述的指纹识别电路结构，所述指纹识别电路结构为多个且呈阵列式排布。

根据本公开的一个方面，提供一种指纹识别电路结构的驱动方法，应用于上述任意一项所述的指纹识别电路结构，所述驱动方法包括在一个识别周期中：

在发射阶段，向所述发射电极提供交流电压信号，通过所述检测电路将所述采样节点的电压设置为固定电压；

在采样阶段，向所述发射电极提供固定电压，通过所述检测电路将所述接收电极输出的电压信号的峰值保存在所述采样节点以作为感测电压；

在读取阶段，向所述发射电极提供的固定电压保持不变，通过所述信号输出电路对所述感测电压进行放大，并根据放大后的所述感测电压向输出节点输出放大的感测电流。

在本公开的一种示例性实施例中，应用于上述任意一项所述的指纹识别电路结构，所述驱动方法还包括在一个识别周期中：

在采样阶段开始之前，向第二开关子电路的开关控制端提供高电压，使第一采样节点与第二采样节点之间导通；

在采样阶段完成之后的设定时刻，向第二开关子电路的开关控制端提供低电压，使第一采样节点与第二采样节点之间断开。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明的指纹识别电路结构，通过超声发射接收元件发射超声波并接收指纹反射回的超声波，通过检测电路将接收电极输出的电压信号的峰值保存在采样节点以作为感测电压；通过信号输出电路对感测电压进行放大，并根据放大后的感测电压向输出节点流入放大的感测电流。通过信号输出电路对感测电压进行放大使导通电阻减小从而使消耗的功耗减少，而且使输出的感测电流得到了放大，在后续电路中不需要设置放大电路，减少工艺流程、降低成本；而且不需要通过提高电源端的电压，降低功耗。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明指纹识别电路结构一示例实施方式的结构示意图；

图2是图1中的指纹识别电路结构形成的指纹识别器件的结构示意图；

图3是图2中的绝缘层和接收电极的结构示意图；

图4是本发明指纹识别电路结构另一示例实施方式的结构示意图；

图5是本发明指纹识别电路结构又一示例实施方式的结构示意图；

图6是本发明指纹识别电路结构再一示例实施方式的结构示意图；

图7是本发明指纹识别电路结构的驱动方法一示例实施方式的流程示意框图；

图8是图1中的指纹识别电路结构驱动过程的时序图；

图9是图1中的指纹识别电路结构在发射阶段的等效电路图；

图10是图1中的指纹识别电路结构在保持阶段的等效电路图；

图11是图5中的指纹识别电路结构驱动过程的时序图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、超声发射接收元件；Tx、发射电极；P、压电层；Rx、接收电极；

2、检测电路；M1、复位子电路(复位晶体管)；M4、第二开关子电路(第二开关晶体管)；

3、信号输出电路；31、升压子电路；C1、自举电容；M5、升压晶体管；32、检测子电路；M2、检测晶体管；33、第一开关子电路；M3、第一开关晶体管；

4、保护层；5、阵列基板；6、其他功能层；7、绝缘层；

N1、采样节点；N11、第一采样节点；N12、第二采样节点；N2、中间节点；N3、输出节点；

V1、偏压端；V2、复位控制端；V3、检测控制端；V4、开关控制端；Vdd、电源端；Vtx、发射端。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

人类的指纹包括凸起的指纹脊F1和内凹的指纹谷F2，当手指位于指纹识别器件上方时，指纹脊F1与指纹识别器件的表面之间的距离小于指纹谷F2与指纹识别器件的表面之间的距离。

因此，超声波达到指纹脊F1、再由指纹脊F1反射回指纹识别器件的传播路径小于超声波达到指纹谷F2、再由指纹谷F2反射回指纹识别器件的传播路径。因此，指纹脊F1反射的回波到达指纹识别器件的时间与指纹谷F2反射的回波到达指纹识别器件的时间有所差异，这也导致了指纹脊F1反射的回波量与指纹谷F2反射的回波量也有所不同，通过分析信号量差异可以还原出覆盖在指纹识别器件的上方的手指指纹形貌。

本示例实施方式首先提供了一种指纹识别电路结构，参照图1、图4和图5所示的指纹识别电路结构一示例实施方式的结构示意图；该指纹识别电路结构可以包括超声发射接收元件1、检测电路2以及信号输出电路3；超声发射接收元件1可以包括依次层叠设置的发射电极Tx、压电层P和接收电极Rx，接收电极Rx电连接于采样节点N1，超声发射接收元件1配置为接收到预定电信号时发出超声波，且根据接收到超声波输出相应的电压信号；检测电路2电连接于采样节点N1，检测电路2配置为将接收电极Rx输出的电压信号的峰值保存在采样节点N1以作为感测电压；信号输出电路3电连接于采样节点N1，信号输出电路3配置为对感测电压进行放大，并根据放大后的感测电压向输出节点N3流入放大的感测电流。

本发明的指纹识别电路结构，通过信号输出电路3对感测电压进行放大使导通电阻减小从而使消耗的功耗减少，而且使输出的感测电流得到了放大，在后续电路中不需要设置放大电路，减少工艺流程、降低成本；而且不需要通过提高电源端Vdd的电压，降低功耗。

在本示例实施方式中，参照图2所示的图1中的指纹识别电路结构形成的指纹识别器件的结构示意图，指纹识别器件可以包括保护层4、超声发射接收元件1、阵列基板5以及其他功能层6。

超声发射接收元件1包括依次层叠设置的发射电极Tx、压电层P和接收电极Rx。发射电极Tx设置在保护层4的一侧，保护层4为发射电极Tx提供保护，发射电极Tx的材质可以为银，当然，发射电极Tx的材质也可以是金、铜等导电材料。多个超声发射接收元件1的发射电极Tx设置为一体。压电层P设置在发射电极Tx的远离保护层4的一侧，压电层P的材料例如是聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)、锆钛酸铅系压电陶瓷(PZT)、氧化锌(ZnO)等，多个超声发射接收元件1的压电层P设置为一体。在压电层P的远离保护层4的一侧设置有绝缘层7，参照图3所示，可以在绝缘层7上设置有M行N列的通孔，接收电极Rx设置在通孔内与压电层P接触，使各个超声发射接收元件1的接收电极Rx是间隔设置的，多个接收电极Rx阵列排布，相邻接收电极Rx之间通过绝缘层7绝缘隔离。每一个接收电极Rx形成指纹识别的一个像素。接收电极Rx的材料可以是氧化铟锡(ITO)，当然，发射电极Tx的材质也可以是金、铜、氧化铟锌(IZO)等导电材料。

检测电路2和信号输出电路3设置在阵列基板5上。阵列基板5设置在接收电极Rx的远离保护层4的一侧，使接收电极Rx电连接于采样节点N1。

请继续参照图1所示，超声发射接收元件1的接收电极Rx电连接于采样节点N1，发射电极Tx电连接于发射端Vtx。检测电路2可以包括复位子电路M1，复位子电路M1电连接偏压端V1、复位控制端V2和采样节点N1，配置为响应于复位控制端V2的控制将偏压端V1提供的偏置电压提供至采样节点N1。具体地，复位子电路M1是复位晶体管M1，复位晶体管M1的控制极电连接于复位控制端V2，复位晶体管M1的第一极电连接于偏压端V1，复位晶体管M1的第二极电连接于采样节点N1。

信号输出电路3可以包括升压子电路31、检测子电路32以及第一开关子电路33；升压子电路31电连接采样节点N1和检测控制端V3，配置为根据检测控制端V3的信号提升采样节点N1的感测电压；检测子电路32电连接采样节点N1、电源端Vdd和中间节点N2，配置为根据提升后的感测电压向中间节点N2输出放大的感测电流；第一开关子电路33电连接检测控制端V3、中间节点N2和输出节点N3，配置为响应于检测控制端V3的信号控制中间节点N2与输出节点N3之间的通断。

具体地，升压子电路31可以包括自举电容C1，自举电容C1的第一极(负端)电连接检测控制端V3，自举电容C1的第二极(正端)电连接采样节点N1。检测子电路32可以包括检测晶体管M2，检测晶体管M2的控制极电连接采样节点N1，检测晶体管M2的第一极电连接电源端Vdd，检测晶体管M2的第二极电连接中间节点N2。第一开关子电路33可以包括第一开关晶体管M3，第一开关晶体管M3的控制极电连接检测控制端V3，第一开关晶体管M3的第一极电连接中间节点N2，第一开关晶体管M3的第二极电连接输出节点N3。

自举电容C1是利用电容两端电压不能突变的特性，当电容两端保持有一定电压时，提高电容负端电压，正端电压仍保持于负端的原始压差，等于正端的电压被负端举起来了。实际就是正反馈电容，用于抬高供电电压。因此，通过自举电容C1可以抬高采样节点N1的感测电压，也就是通过自举电容C1可以使感测电压得到放大。

参照图4所示的本发明指纹识别电路结构另一示例实施方式的结构示意图，该示例实施方式与图1中的示例实施方式的主要不同点在于：升压子电路31包括升压晶体管M5，升压晶体管M5的第一极和第二级(源极和漏极)均电连接检测控制端V3，即升压晶体管M5的第一极和第二级(源极和漏极)连接形成MOS电容，可以起到与自举电容C1相同作用，即可以抬高采样节点N1的感测电压，也就是可以使感测电压得到放大；升压晶体管M5的控制极电连接采样节点N1。

参照图5所示的本发明指纹识别电路结构再一示例实施方式的结构示意图；该示例实施方式与图1中的示例实施方式的主要不同点在于：该指纹识别电路结构的检测电路2还可以包括第二开关子电路M4，第二开关子电路M4电连接第一采样节点N11、第二采样节点N12和开关控制端V4，配置为响应于开关控制端V4的信号控制第一采样节点N11与第二采样节点N12之间的通断。

具体地，第二开关子电路M4包括第二开关晶体管M4，第二开关晶体管M4的控制极电连接开关控制端V4，第二开关晶体管M4的第一极电连接第一采样节点N11，第二开关晶体管M4的第二极电连接第二采样节点N12。这种情况下，复位子电路M1的第二极电连接于第一采样节点N11，第一采样节点N11相对于第二采样节点N12更靠近所述超声发射接收元件。通过第二开关晶体管M4可以防止自举电容C1通过复位晶体管M1漏电荷，减少信号衰减。

当然，参照图6所示，也可以在图4所示的示例实施方式中增加第二开关子电路M4，即在图6所示的示例实施方式中，升压子电路31包括升压晶体管M5，且检测电路2还可以包括第二开关子电路M4；第二开关子电路M4的位置、连接关系与图5相同，因此，在此不再赘述。

进一步的，本发明还公开了一种指纹识别装置，该指纹识别装置可以包括上述任意一项所述的指纹识别电路结构。指纹识别电路结构的具体结构上述已经进行了详细说明，因此，此处不再赘述。

指纹识别装置包括多个指纹识别电路结构，且多个指纹识别电路结构可以呈阵列式排布。

该指纹识别装置具体例如是具有指纹识别功能的显示面板、具有指纹识别功能的电子产品(例如是手机、平板电脑)、具有指纹识别功能的指纹锁等任意具有指纹识别功能的产品或部件。

需要说明的是，该指纹识别装置除了指纹识别电路结构以外，还包括其他必要的部件和组成，以手机为例，具体例如显示面板、外壳、电路板、电源线，等等，本领域技术人员可根据该指纹识别装置的具体使用要求进行相应地补充，在此不再赘述。

进一步的，本发明还公开了一种指纹识别电路结构的驱动方法，应用于上述任意一项所述的指纹识别电路结构，参照图7所示的指纹识别电路结构的驱动方法流程示意框图。该驱动方法在一个识别周期中可以包括以下步骤：

步骤S10，在发射阶段，向所述发射电极Tx提供交流电压信号，通过所述检测电路2将所述采样节点N1的电压设置为固定电压。

步骤S20，在采样阶段，向所述发射电极Tx提供固定电压，通过所述检测电路2将所述接收电极Rx输出的电压信号的峰值保存在所述采样节点N1以作为感测电压。

步骤S30，在读取阶段，向所述发射电极Tx提供的固定电压保持不变，通过所述信号输出电路3对所述感测电压进行放大，并根据放大后的所述感测电压向输出节点N3输出放大的感测电流。

下面结合图1和图8对一个实施例中的详细的驱动过程进行说明。图1中的晶体管均为N型晶体管，对应的控制极的有效电压为高电平电压。

在发射阶段，即t0～t1阶段，向发射电极Tx的发射端Vtx提供交流电压信号，该交流电压信号可以是高频高压信号，交流电压信号可以为5～30MHz的正弦波或方波，脉冲个数可控，为1～10个。向复位控制端V2提供有效电压以使复位晶体管M1导通，向偏压端V1提供一个接近地电位或地电位的固定的偏置电压形成如图9所示的等效电路图。从而接收电极Rx的电压被固定为接近地电位或地电位的偏置电压，发射电极Tx与接收电极Rx之间的电压差呈交流变化，引动压电层P振动发声。由于发射结束，电路中还存在一定的震荡，以及较早从压电层P反射回来的超声波干扰信号，所以将复位控制端V2的有效电压继续保持一定时间，以消除上述干扰。

在接收阶段，即t1～t2段，向发射电极Tx的发射端Vtx提供固定电压，超声波经指纹反射，在接收电极Rx上反射回的超声波产生交流电压信号Vecho；向偏压端V1提供一高电平Vbase，检测晶体管M2的栅极电位抬升过程即为接收回波(指纹反射回来的超声波)信号过程，检测晶体管M2的栅极直流电位Vin＝Vbase+Vecho；在t2时刻，将复位控制端V2的电压降低至接近地电位或地电位，使复位晶体管M1关闭，结束采样，在复位晶体管M1彻底关断大约约10μs后，将偏压端V1的电压降低地电位。采集回波信号时只取半个波长并保持，采样时间短功耗低。采样节点N1的电压会保持为指纹膜信号波动过程中的峰值电压。

在t2～t3阶段，为信号阻塞阶段、等待读取阶段或保持阶段，电路不再对接收信号采样。此时的等效电路图如图10所示，Cp为节点寄生电容。该阶段主要作用是使采样节点N1的电压达到稳定。

在读取阶段，即t3～t4阶段，向发射电极Tx的发射端Vtx提供的固定电压保持不变，待采样节点N1的电压达到稳定后，向检测控制端V3提供有效电压，由于自举电容C1的存在，检测晶体管M2栅极电压会跟随拉高，达到检测晶体管M2的开启电压，同时开关晶体管M3也会导通，检测晶体管M2向输出节点N3输出放大的感测电流。感测电流的大小与检测晶体管M2的栅极的电压有关，检测晶体管M2的栅极的电压跟超声波电压有关，具体为：

检测晶体管M2饱和时的漏极电流I为：

I＝(1/2)UnCox(W/L)*(Vgs-Vth)

式中：Un为电子的迁移速率；Cox为单位面积栅氧化层电容；W/L氧化层宽长比；Vth为阈值电压；上述均是固定值。Vgs-Vth为过驱动电压；Vgs＝Vbase+Vecho+V3，因此，漏极电流只和检测晶体管M2的栅极的电压Vgs有关，通过自举电容C1或升压晶体管提高了检测晶体管M2的栅极的电压Vgs，因此提高了漏极电流I，使检测晶体管M2流出的电流得到放大。

图4所示的本发明指纹识别电路结构另一示例实施方式的具体的驱动方法与上述相同，因此，在此不再赘述。

下面结合图5和图11对另一个实施例中的详细的驱动过程进行说明。图5中的晶体管均为N型晶体管，对应的控制极的有效电压为高电平电压。

在发射阶段，即t0～t1阶段，向发射电极Tx的发射端Vtx提供交流电压信号，该交流电压信号可以是高频高压信号，交流电压信号可以为5～30MHz的正弦波或方波，脉冲个数可控，为1～10个；向复位控制端V2提供有效电压以使复位晶体管M1导通，向偏压端V1提供一个接近地电位或地电位的固定的偏置电压。从而接收电极Rx的电压被固定为接近地电位或地电位的偏置电压，发射电极Tx与接收电极Rx之间的电压差呈交流变化，引动压电层P振动发声。由于发射结束，电路中还存在一定的震荡，以及较早从压电层P反射回来的超声波干扰信号，所以将复位控制端V2的有效电压继续保持一定时间，消除干扰。

在t1时刻之前，即在采样阶段开始之前，向第二开关晶体管M4的栅极(即开关控制端V4)提供高电压，使第二开关晶体管M4打开，使第一采样节点N11与第二采样节点N12连通，从而使第一采样节点N11的电压与第二采样节点N12的电压相同。

在接收阶段，即t1～t2段，向发射电极Tx的发射端Vtx提供固定电压，超声波经指纹反射，在接收电极Rx上反射回的超声波产生交流电压信号Vecho；向偏压端V1提供一高电平Vbase，检测晶体管M2的栅极电位抬升过程即为接收回波信号过程，检测晶体管M2的栅极直流电位Vin＝Vbase+Vecho；在t2时刻，将复位控制端V2的电压降低至接近地电位或地电位，使复位晶体管M1关闭，结束采样，在复位晶体管M1彻底关断大约10μs后，将偏压端V1和第二开关晶体管M4的栅极的电压(即开关控制端V4)降低至地电位，使第二开关晶体管M4关闭。采集回波信号时同样只取半个波长并保持，采样时间短功耗低。采样节点N1的电压会保持为指纹膜信号波动过程中的峰值电压。

在t2～t3阶段，为信号阻塞阶段、等待读取阶段或保持阶段，电路不再对接收信号采样。此时的等效电路图如图9所示，Cp为节点寄生电容。该阶段主要作用是使采样节点N1的电压达到稳定。

在t2～t4阶段，第二开关晶体管M4处于关闭状态，防止自举电容C1通过复位晶体管M1漏电荷，减少信号衰减。

读取阶段的具体过程与图7的过程相同，因此，不再赘述。

图6所示的指纹识别电路结构另一示例实施方式的具体的驱动方法与上述相同，因此，在此不再赘述。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本说明书中使用“约”“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”“大约”“大致”“大概”的含义。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。