自由空间通信的制作方法

本发明涉及在自由空间上无线地通信信息。

背景技术：

许多现代电子设备连接到其他电子设备以便共享数据。一些数据连接经由线缆被连线以在设备之间共享数据，该线缆具有在每端上与电子设备中的连接器耦合的连接器。一些数据连接是无线的，允许设备之间不需要线缆的数据连接。需要数据被共享的电子设备包括各种各样的消费者产品和工业产品，包括诸如蜂窝电话、手持计算设备、笔记本电脑等移动设备。随着移动设备中可用的功能和能力已经增加，针对更高吞吐量的数据连接的需求也已经增加。例如，在移动设备上捕获并且经由数据连接被发送到另一设备的高清视频需要高吞吐量的数据连接。

有线连接或线缆连接可以包括例如以太网连接或通用串行总线(usb)连接。无线通信可以包括例如无线电通信或光通信。无线电通信的示例包括短波无线电通信和蜂窝通信，例如，蜂窝通信可以根据诸如宽带码分多址(wcdma)或长期演进(lte)的蜂窝标准进行。例如，光通信可以包括红外通信或激光通信。

可以使用加密算法来加密通信的信息。可以使用安全方法来通信加密密钥，安全方法诸如例如带外信道、公钥加密或单光子通信。一旦已经在通信端点之间交换或建立了加密密钥，则可以采用对称加密算法来保护在该会话期间在通信端点之间通信的信息。

用于通信加密密钥的适当的安全方法可以基于应用的特征来被间隔。例如，外交使团可以使用合法保护的外交函件来采用带外通信。与高质量光纤互连的通信节点可能能够在光纤上使用单光子通信。互联网商业可能依赖公钥密码术。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种装置，该装置包括可调节光学设备、位置敏感光电检测器、至少一个光发射器和控制电路，该控制电路被配置为使光发射器和可调节光学设备从装置输出发散光束，以确定光信号在位置敏感光电检测器上的位置，并且使至少一个光发射器和可调节光学设备中的至少一个从装置向至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置而选择的方向输出准直光束。

第一方面的各种实施例可以包括来自以下项目列表的至少一个特征：

·可调节光学设备包括可调节反射镜和/或可调节透镜。例如，反射镜可以是可倾斜的。例如，透镜可以沿着线性轴可移动。

·光信号通过包括在装置中的透镜系统被聚焦在位置敏感光电检测器上。透镜系统可以包括例如至少一个透镜。

·光发射器包括激光二极管

·光信号包括发散光束的反射。反射的到达方向可以指示其中相应收发器要被找到的方向。反射可以包括回射。

·该装置还包括分束器，该分束器被布置为向第一方向引导来自可调节发射镜的出射光，并且允许从第一方向到达的光朝向位置敏感光电检测器行进。来自第一方向的光可以朝向位置敏感光电检测器行进通过透镜系统。

·该装置还包括布置在透镜系统和位置敏感光电检测器之间的分束器，该分束器被布置为使来自透镜系统的光照射位置敏感光电检测器和第二光电检测器

·可调节反射镜被布置为向第一方向反射从可调节透镜到达的光，并且到达装置的、从第一方向到达的光部分地通过可调节反射镜以朝向位置敏感光电检测器行进

·至少一个光发射器包括量子密钥发射器，其被配置为经由可调

节光学设备在准直光束中发送经光学编码的密钥信息。

根据本发明的第二方面，提供了一种装置，该装置包括：光学接收器，包括位置敏感光电检测器，该位置敏感光电检测器被配置为确定光信号在其上的位置；以及倾斜致动器机构，该倾斜致动器机构被配置为至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置来倾斜光学接收器。

第二方面的各种实施例可以包括来自以下项目列表的至少一个特征：

·光学接收器还可以包括回射器，该回射器被配置为将入射光朝向其来源反射回去

·该装置还可以包括光发射器，该光发射器被配置为发射来自该装置的光以实现视线光通信

·光学接收器还可以包括量子接收器，该量子接收器被配置为接收被编码在到达光学接收器的光中的量子密钥信息

·光学接收器还可以包括分束器，该分束器被布置为向回射器引导入射光的第一部分，以及向位置敏感光电检测器引导入射光的第二部分。

根据本发明的第三方面，提供了一种装置，该装置包括：光学接收器，该光学接收器包括回射器和量子接收器，回射器被配置为将入射光朝向其来源反射回去，量子接收器被配置为接收被编码在到达光学接收器的入射光中的量子密钥信息。

根据本发明的第四方面，提供了一种系统，该系统包括根据第一方面的第一装置和根据第二方面的第二装置，其中第一装置的可调节光学设备比第二装置的倾斜致动器机构可更快地调节。

根据本发明的第五方面，提供了一种方法，该方法包括：使光发射器和可调节光学设备从装置输出发散光束，确定光信号在位置敏感光电检测器上的位置，以及使光发射器和可调节光学设备从装置向至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置而选择的方向输出准直光束。

第五方面的各种实施例可以包括来自结合第一方面列出的前述项目列表的至少一个特征。

根据本发明的第六方面，提供了一种方法，该方法包括：确定光信号在被包括在光学收发器中的位置敏感光电检测器上的位置，以及至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置来倾斜光学收发器。

第六方面的各种实施例可以包括来自结合第二方面列出的前述项目列表中的至少一个特征。

根据本发明的第七方面，提供了一种装置，该装置包括用于使光发射器和可调节光学设备从装置输出发散光束的部件，用于确定光信号在位置敏感光电检测器上的位置的部件，以及用于使光发射器和可调节光学设备从装置向至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置而选择的方向输出准直光束的部件。

根据本发明的第八方面，提供了一种装置，该装置包括用于确定光信号在被包括在光学收发器中的位置敏感光电检测器上的位置的部件，以及用于至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置来倾斜光学收发器的部件。

根据本发明的第九方面，提供了一种非瞬态计算机可读介质，其具有存储于其上的一组计算机可读指令，该组计算机可读指令当由至少一个处理器执行时使装置至少：使光发射器和可调节光学设备从装置输出发散光束，确定光信号在位置敏感光电检测器上的位置，以及使光发射器和可调节光学设备从装置向至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置而选择的方向输出准直光束。

根据本发明的第十方面，提供了一种非瞬态计算机可读介质，其具有存储于其上的一组计算机可读指令，该组计算机可读指令当由至少一个处理器执行时使装置至少：确定光信号在被包括在光学收发器中的位置敏感光电检测器上的位置，以及至少部分地基于光信号在位置敏感光电检测器上的位置来倾斜光学收发器。

根据本发明的第十一方面，提供了一种计算机程序，被配置为使根据第五方面和第六方面中的至少一方面所述的方法被执行。

工业适用性

本发明的至少一些实施例找到在促进和/或实现在自由空间接口上的信息的机密通信中的应用。

附图说明

图1示出了能够支持本发明的至少一些实施例的示例系统；

图2示出了收发器的第一示例结构；

图3示出了收发器的第二示例结构；

图4示出了收发器的第三示例结构；

图5示出了收发器的第四示例结构；

图6示出了收发器的第五示例结构；

图7是根据本发明的至少一些实施例的过程的第一流程图；

图8是根据本发明的至少一些实施例的过程的第二流程图。

具体实施方式

服务器侧的回射器使得移动侧收发器能够基于确定反射到达移动收发器的方向，快速地找到朝向服务器的方向并且适配从移动台发射的光的方向性。服务器侧的倾斜机构使得服务器侧收发器能够接收来自较宽的角度的信号。配置移动侧以在与服务器侧不同的速率处进行适配，防止移动侧和服务器侧的适配中的有害交互。

图1示出了能够支持本发明的至少一些实施例的示例系统。该系统包括移动设备102。移动设备102可以包括例如蜂窝电话、智能电话、平板设备、膝上型计算机、便携式信用卡终端或具有适当的通信能力的其他设备。移动设备102包括光学收发器110。移动设备102可以包括控制电路或处理器104，其可以被配置为使得移动设备102和/或收发器110执行动作。移动设备102还可以包括被配置为存储指令的存储器，指令被布置为由控制电路或处理器104执行。控制电路可以包括至少一个处理器，或者被包括在至少一个处理器中作为至少一个处理核心。

所示系统还包括服务器120，其本质上可以是静止的。静止是指服务器在使用期间通常不移动，而不一定指示其总是不能移动。服务器120包括光学收发器130，其被机械地连接到倾斜致动器机构132，倾斜致动器机构132被布置为使得收发器130相对于至少一个自由角度倾斜。倾斜致动器机构可以基于微机电、mems、致动、电动机、液压过程或其它适当的一个或多个机械致动过程。服务器120可以包括控制电路或处理器124，其可以被配置为使得服务器120、倾斜致动器机构132和/或收发器130执行动作。服务器120还可以包括被配置为存储指令的存储器，指令被布置为由控制电路或处理器124执行。

移动设备102和服务器120在自由空间接口140上通信。自由空间接口140包括气体或真空，光可以通过该气体或真空在很大程度上不被散射。

在使用中，移动设备102可以利用从收发器110发射的光照射服务器120。该光可以是例如可见光。该光可以包括发散光束，以实现光的容易的指向以照射服务器120。服务器120中(例如收发器130中)的回射器可以被布置为将到达服务器120的光朝向该光的来源反射回去。收发器110可以被配置为检测从服务器到达的该反射光，以确定该反射光的到达方向并且朝向所确定的方向引导来自收发器110的光束。

在服务器侧，收发器130可以被配置为确定来自移动设备102的光到达的方向，并且使用倾斜致动器机构132将收发器130朝向所确定的方向倾斜。因此，服务器120可以被使得能够参与到与设备的光通信中，该设备未与收发器130的初始接收方向对齐。由于服务器120可以是静止的，它不由用户主动指向移动设备，因此可倾斜收发器可以实现更宽的角度或更大的立体角，以用于与诸如移动设备102的设备通信。

图2示出了移动侧的收发器201的第一示例结构。所示出的收发器201例如可以对应于图1的收发器110。收发器201包括光源220，其可以包括例如激光二极管。收发器201可以包括光发射器210，例如激光二极管，例如量子密钥发射器210，其通常可以包括发光部件。收发器201包括可调节光学设备290，其可以包括例如可调节透镜230和可调节反射镜240。可调节透镜230可以沿着图2中被示出为双向箭头的轴被移动，以使其移动至更接近和更远离光源220。可调节反射镜可以沿至少一个自由角度被倾斜。包括在可调节光学设备290中的诸如透镜或反射镜的光学元件可以由例如mems致动器来致动。

分束器250被布置为向可调节反射镜240反射来自光源220的光，并且允许来自量子密钥发射器210的光去往可调节反射镜240。分束器260被布置为向收发器201反射来自可调节反射镜240的光，并且至少部分地允许到达收发器201中的光去往透镜系统270。通常，分束器可以包括半透明反射镜。尽管示出为被包括在可调节光学设备290中，但是分束器250不需要是可调节的。

在一些实施例中可以不存在的透镜系统270在存在时包括至少一个透镜。透镜系统270可以包括具有适当直径和焦距的简单透镜或非球面透镜。透镜系统270可以包括扩束器和/或其可以是曲面反射镜或反射镜组合。图2所示的透镜系统仅仅是说明性的，本发明不限于类似于图2的透镜系统的透镜系统。在透镜系统270的焦点位置处设置了位置敏感光电检测器280。位置敏感光电检测器280或psd280被配置为确定光信号在其上的位置。反馈295从psd280被布置到可调节光学设备290，或者包括在可调节光学设备290中的至少一个光学元件。反馈295可以物理地被布置在psd280和控制电路或处理器之间，控制电路或处理器被设置在收发器201或包括收发器201的设备中，控制电路或处理器转而被布置为控制可调节光学设备290。

在使用中，可以使光源220与可调节光学设备一起发射来自收发器201的发散光束。用户可以将发散光束指向照射服务器，服务器包括回射器，其被布置为至少部分地将发散光束朝向其来源(收发器201)反射回去。分束器260至少部分地允许反射光可选地经由透镜系统270去往psd280。由反射光引起的光信号在psd280上的位置被确定，并且可调节光学设备290被使得至少部分地基于所确定的位置经由反馈295被调节。

使用来自反馈295的信息，可调节光学设备290调节出射光束以将出射光指向反射光的源，其对应于服务器的收发器的方向。在一些实施例中，自适应过程被采用，其中出射光束的调节在psd280中被观察到，以引起由反射光引起的光信号在psd280上的位置的移动，直到由反射光引起的psd280上的光信号在psd280的指定的中心部分上，指示出射光被导向包括回射器的服务器。

一旦出射光束被导向服务器，则出射光束的性质可以由可调节光学设备290从发散光束调节到准直光束。在这个意义上，发散光束是指发散例如至少约2mrad的光束，并且准直光束是指发散例如小于0.2mrad的光束。准直光束的示例是激光束。指向服务器侧的接收收发器的准直波束可以用于自由空间通信，因为截获在这种波束上进行的通信将是困难的。为了增加安全性，准直光束可以在强度上朝着单光子状态被降低。量子密钥发射器210可以将例如处于或接近单光子状态的准直波束中的经光学编码的信息发送到服务器侧的接收收发器。单光子状态或接近单光子状态是指其中包括在波束中的每个光脉冲仅包括一个或最多几个光子的状态。当量子密钥发射器210发送经光学编码的信息时，光源220可以是无效的。这种信息的示例是加密密钥，例如用于对称加密中。一旦加密密钥已经被通信，则准直光束的强度可以被增加和/或光源220被重新激活，以实现收发器201和服务器之间的高带宽加密的光通信。一旦强度已经被增加，则包括在准直光束中的每个光脉冲可以包括大量的光子，并且光束不再处于或接近单光子状态。

随着通信正在进行，可以通过周期性地确定光信号在psd280上的位置并且使可调节光学设备290纠正指向上的任何偏差来执行波束转向，以保持从收发器201出射的准直光束的正确方向从而落在服务器上。在一些实施例中，光束可以被修改以在进行更高比特率的加密通信时变得较不准直，以使波束转向更容易。可以由可调节光学设备290例如通过移动可调节透镜来改变准直的水平。用于波束转向的示例周期为10000hz。其他示例包括1000hz和30hz。光束转向可能在以下情况下被需要：例如，包括收发器201的移动设备是智能手机并且用户使用智能手机浏览web，这可能需要移动设备的持续和随机移动以通过转向波束来被持续纠正。

图3示出了移动侧的收发器的第二示例结构。图3的收发器301类似于图2的收发器201，除了收发器301还包括分束器320和光接收器310。在图3中，类似的附图标记表示如图2中的类似结构。光接收器310可以包括例如激光二极管接收器。光接收器310的存在使得在图3的架构中比在图2的架构中更快的通信，因为光接收器310可以能够比一般的psd280更快地反应。

图4示出了在移动侧的收发器的第三示例结构。收发器401包括例如可以包括激光二极管的光发射器420。收发器401可以包括量子密钥发射器410，其可以包括发光部件。收发器401包括可调节光学设备490，其可以包括例如可调节透镜430和可调节反射镜440。可调节透镜430可以沿着在图4中被示出为双向箭头的轴被移动，以使其移动至更接近和更远离光源420。可调节反射镜可以沿着至少一个自由角度被倾斜。包括在可调节光学设备490中的诸如透镜或反射镜的光学元件可以由例如mems致动器来致动。

分束器450被布置为向可调节反射镜440反射来自光源420的光，并且允许来自量子密钥发射器410的光去往可调节反射镜440。透镜系统470可以将入射光聚焦到psd480。如上面结合图2和图3所述，反馈495使得可调节光学设备490能够将从收发器401发射的光束朝向服务器转向。尽管示出为被包括在可调节光学设备490中，但是分束器450不需要是可调节的。

图4的收发器401与图2的收发器201和图3的收发器301的不同之处在于，取代在透镜系统之前的分束器260，可调节反射镜440被放置在那里。可调节反射镜440将阻挡一部分光进入透镜系统470，但是这并不被预见为阻止经由psd480的转向功能。从架构中消除相对较大的分束器260的益处是可调节反射镜440可以更小，使得收发器401能够更紧凑。

图5示出了在服务器侧上的收发器的第四示例结构。收发器501可以对应于图1的收发器130，例如，收发器501可以被设置或适合于被设置在静止服务器中。图5还示出了例如可以对应于图1的倾斜致动器机构132的倾斜致动器机构590。

收发器501包括分束器560，其被布置为使得入射光的第一部分落在回射器505上，并且使得入射光的第二部分朝着psd580前进。透镜系统570可以被设置在分束器560和psd580之间。分束器550可以将入射光的第二部分的部分引导到量子接收器510。量子接收器510可以包括至少一个光电检测器，其被配置为检测光脉冲，例如处于或接近单光子状态的脉冲。

回射器505将经由分束器560被接收到的入射光朝向其来源的方向反射回去。回射器505可以包括例如猫眼或角型回射器。

在使用中，收发器501被来自移动设备的光束(例如发散光束)照射，入射光束通过回射器505被部分地反射回移动设备，由此使得移动设备能够确定收发器501所在的方向。从收发器501的角度，psd580被配置为确定其上由入射光引起的光信号的位置，以转而确定发送光束的收发器所在的方向。倾斜致动器机构590被配置为倾斜收发器501以经由机械耦合595更直接地指向在所确定的方向上。在一些实施例中，自适应过程可以被采用，其中在倾斜之后验证了psd580上的光信号处于中心位置，或者至少比收发器501的倾斜之前更中心的位置。收发器501的倾斜可以被配置为以比在移动侧收发器中的光束的转向更慢的速率发生，以便防止转向和倾斜之间的交互。例如，收发器501的倾斜可以例如比在移动侧收发器中的波束转向慢10倍、50倍或100倍地发生。

量子接收器510可以被配置为当光束处于准直模式或可选的低强度模式时接收从移动侧发送的信息，例如至少一个加密密钥。低强度模式的示例是单光子状态，或接近单光子状态的状态。一旦信息已经被安全地交换，则收发器501与移动侧的收发器之间的通信可以被保护。这种通信可以使用光源520来发生，光源520例如可以包括激光二极管。可以采用透镜530和反射镜540来朝向移动收发器的方向发送来自光源520的光发送。

在一些实施例中，除了加密密钥之外的敏感信息从移动侧被发送到服务器侧。在一些实施例中，服务器侧元件是接收器而不是收发器，因此其可能缺乏发送能力。

图6示出了在服务器侧的收发器的第五示例结构。收发器601类似于收发器501，不同之处在于光源520和透镜530不被设置在入射光束和反射光束的视线中，而是平行于它们。在图6中，类似的附图标记表示如图5中类似的结构。

图7是根据本发明的至少一些实施例的过程的第一流程图。所示方法的阶段例如可以发生在移动收发器中。根据实施例，一些阶段可以是可选的。一些阶段可能以与所示顺序不同的顺序发生。最初，在阶段710中，例如响应于用户输入启动发送器。随后，在阶段720中，检测器被接通，可调节透镜被设置为散焦设置，并且光源(例如激光二极管)被激活。

在阶段730中，用户通过利用从收发器发出的发散光束照射服务器来执行粗略对准。在阶段740中，确定在psd上是否检测到光信号，指示从服务器侧的回射。如果否，则用户需要确保发散光束真正照射服务器。

如果检测到反射光信号，则处理前进至阶段750和阶段790。在阶段790中，与服务器执行系统配对。在随后的阶段7100中，在移动侧的收发器与服务器侧的收发器之间建立通信信道。

在阶段750中，例如使用psd来确定入射的反射光束的角度和可选的强度。使用该角度信息，可调节反射镜和可调节透镜的调节分别在阶段760和阶段770中被执行，以对准光束。随后，在阶段780中，确定对准被优化，换句话说光束已经从发散光束被变换为准直光束。响应于此，密钥交换可以被执行(阶段7120)。阶段7120可以在准直光束的强度减小到或接近单光子方式的情况下发生，以增加安全性。该过程在阶段7130结束。

图8是根据本发明的至少一些实施例的过程的第一流程图。所示方法的阶段例如可以发生在服务器接收器或收发器中。根据实施例，一些阶段可以是可选的。一些阶段可能以与所示顺序不同的顺序发生。在阶段810中，接收器被保持在等待信号的激活状态。例如，可以在psd580和/或量子接收器510中监视信号。响应于信号的检测，处理前进到阶段830，其中激光二极管和/或电子系统被接通。

从阶段830，处理前进到阶段840和阶段870。在阶段870中，与移动侧上的收发器协同执行配对。在阶段880中，可以利用移动侧上的收发器建立通信信道。例如，通信信道可以符合预定义的格式或标准。

在阶段840中，并且和/或确定了针对入射光束的强度。例如，该确定可以由psd执行。至少部分地基于所确定的角度，可以采用倾斜致动器机构590来将收发器朝向移动侧收发器倾斜以促进通信(阶段850)。一旦对准完成，则可以利用移动侧收发器执行密钥交换(阶段860)，详细地，量子接收器510可以在可选地处于或接近单光子状态的准直光束中接收从移动侧发送的密钥信息。这在阶段8100中发生。该过程在阶段8110结束，之后可以使用高强度准直光束和至少部分地基于在阶段8100中交换的密钥信息的加密来与移动侧收发器进行通信。在这方面，高强度光束可以包括不处于或接近单光子状态的光束，也就是说，包括在波束中的光脉冲可以包括大量的光子。

通常，如上所述的接收器和/或收发器可以包括控制电路，例如处理器，其可以包括例如单核或多核处理器，其中单核处理器包括一个处理核心和多核处理器包括多于一个处理核心。处理器可以包括例如高通骁龙800处理器。处理器可以包括多于一个处理器。处理核心可以包括例如由英特尔公司制造的cortex-a8处理核心或由美国超微半导体公司生产的布里斯班处理核心。控制电路和/或处理器可以包括至少一个专用集成电路(asic)。控制电路可以包括至少一个现场可编程门阵列(fpga)。处理器和/或控制电路可以是用于在收发器中执行方法步骤的装置。处理器或控制电路可以至少部分地由计算机指令配置以执行动作。

收发器可以包括存储器。存储器可以包括随机存取存储器和/或持久性存储器。存储器可以包括至少一个ram芯片。存储器可以包括例如磁性、光学和/或全息存储器。存储器可以至少部分地对于处理器和/或控制电路可访问。存储器可以是用于存储信息的装置。存储器可以包括控制电路被配置为执行的计算机指令。当被配置为使控制电路执行某些动作的计算机指令被存储在存储器中时，并且整个设备被配置为使用来自存储器的计算机指令在控制电路的引导下运行，控制电路和/或其至少一个处理核心可以被认为被配置为执行所述某些动作。

处理器或控制电路可以配备有发送器，其被布置为经由设备内部的电引线将信息输出到包括在设备中的其他设备。这样的发送器可以包括串行总线发送器，其被布置为例如经由至少一个电引线将信息输出到存储器以用于存储在其中。作为串行总线的备选，发送器可以包括并行总线发送器。类似地，处理器或控制电路可以包括接收器，其被布置为经由设备内部的电引线从包括在设备中的其他设备接收信息。这样的接收器可以包括串行总线接收器，其被布置为例如经由至少一个电引线来接收信息以用于处理。作为串行总线的备选，接收器可以包括并行总线接收器。

应当理解，所公开的本发明的实施例不限于本文公开的特定结构、过程步骤或材料，而是被扩展到相关领域的普通技术人员将认识到的等同物。还应当理解，本文采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用是指结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方中的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定全部指代相同的实施例。

如本文所使用的，为方便起见，可以在通用列表中呈现多个项目、结构元件、组成元件和/或材料。然而，这些列表应该被解释为列表中的每个成员被单独地标识为单独且唯一的成员。因此，这种列表的任何个体成员都不应在没有相反指示的情况下仅基于它们在共同分组中的呈现而被视为与同一列表中任何其他成员的事实上的等同物。另外，本发明的各种实施例和示例可以与其各种组件的备选一起被提及。应当理解，这样的实施例、示例和备选不应被解释为彼此的事实上的等同物，而将被认为是本发明的单独且自主的表示。

此外，所描述的特征、结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式被组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节，诸如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到，可以在没有具体细节中的一个或多个细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践本发明。在其他情况下，公知的结构、材料或操作未被详细示出或描述以避免模糊本发明的方面。

尽管前述示例在一个或多个特定应用中说明了本发明的原理，但是对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，在没有创造性能力的运用并且不脱离本发明的原理和概念的情况下，能够做出形式、用途和细节上的大量修改。因此，除了由下面所阐述的权利要求限制之外，本发明无意于被限制。