一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法与流程

1.本发明涉及图像传感器技术领域，具体而言，涉及一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法。


背景技术：

2.互补型金属氧化物半导体(cmos)型图像传感器近年来占据了图像传感器主流市场。当对诸如太阳等强光照的目标物进行拍照时，cmos图像传感器由于发光中心部位光能量非常强，使得光电二极管进行光电转换后得到的电子数量庞大非常容易溢出。由于像素模块的传输电路开关管leak的存在，大量电子从像素模块溢出到信号采样电容上，进而导致采样得到的像素模块复位电压过低(接近等于该位置像素模块光电转换后的输出信号电压下限值)。这种情况下，该位置像素模块经过模数转换得到的信号量就很小甚至为零。模数转换时该像素模块本该输出大信号量却只输出小信号量甚至信号量为零，拍照效果上本该是很亮很白的位置上却出现了黑色区域，这种现象就是太阳黑子现象。
3.随着消费者对图像传感器分辨率需求不断提升，传感器芯片中的像素行数和列数也随之增加，由此导致以往的太阳黑子校正结构存在驱动能力不足，且电路占用面积大、功耗增大等问题。
4.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：强光照拍照时，图像传感器的像素模块因电子大量溢出，导致出现太阳黑子现象，严重影响图像传感器的成像效果。本技术目的在于提供一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，能够实现图像传感器在对强光照目标物进行拍照时不会出现太阳黑子现象，从而提高图像传感器的成像效果。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一方面，本发明提供了一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构，包括：阈值电压生成电路、多个阈值电压控制电路、像素模块、模数转换电路、数字逻辑电路、行扫描控制模块和列扫描控制模块；多个所述阈值电压控制电路并联在一条母线上，所述阈值电压生成电路与所述母线的输入端连接；所述像素模块包括多个像素单元呈矩阵形式排列，所述阈值电压控制电路与单列像素单元一一对应连接，每一行的多个像素单元连接在所述行扫描控制模块上，每一列的多个像素单元连接在所述列扫描控制模块上；所述像素模块、所述模数转换电路和所述数字逻辑电路依次连接。
8.本发明在传统的图像传感器的内部结构的基础上，在像素模块之前增加了阈值电压生成电路，其作用是给像素模块复位电压设置电压阈值，使得像素模块复位电压不低于阈值电压，保证输出大信号量进行模数转换，从而应对光电二极管进行光电转换后，大量电子从像素模块溢出到信号采样电容，导致像素模块采样得到的像素模块复位电压过低的问题。另外，本发明还提供了一种包含特殊结构计数器的模数转换模块，可在模数转换第一期
间就能准确无误的判断该像素模块是否会出现太阳黑子现象，当该像素模块被判断为会发生太阳黑子现象时还能控制模数转换第二期间进行特殊处理以减小功耗。最后，并且，数字逻辑电路可根据模数转换电路的输出结果判断是否出现太阳黑子现象，当判断出会出现太阳黑子现象时，会在成像过程中对像素单元进行高亮处理，从而消除像素单元的太阳黑子现象。
9.作为对本发明的进一步描述，该校正结构还包括驱动电路，所述驱动电路连接在所述阈值电压生成电路和所述多个阈值电压控制电路之间，用于对所述阈值电压生成电路所生成的电压进行驱动能力增强。
10.作为对本发明的进一步描述，所述阈值电压生成电路包括：p沟道型mos晶体管mp1、 n沟通型mos晶体管mn1、mn2和电阻r；所述mos晶体管mp1可调节电压；所述电阻 r的一端与所述电源vdd连接，另一端与所述mos晶体管mn1的漏极连接，所述mos晶体管mn1的源极接地；所述mos晶体管mp1的源极与所述电源vdd连接，所述mos晶体管mp1的漏极与所述mos晶体管mn2的漏极连接，所述mos晶体管mn2的源极接地；所述mos晶体管mn1的栅极与所述mos晶体管mn2的栅极连接，mos晶体管mn1的栅极与所述mos晶体管mn2栅极的公共端和电阻r连接；
11.所述阈值电压控制电路包括：n沟道型mos晶体管mn6、mn7，所述mn6的漏极接电源vdd，mn6的源极接mn7的漏极，所述mn7的栅极为使能端，mn7的源极与列像素单元连接。
12.作为对本发明的进一步描述，所述驱动电路包括：p沟道型mos晶体管mp2、mp3，n 沟道型mos晶体管mn4、mn5、mn3，所述mp2的源极与电源vdd连接，mp2的漏极与 mn4的漏极连接，mp2的栅极与mp3的栅极连接，mp2栅极与mp3栅极的公共端连接mp2 漏极与mn4漏极的公共端；所述mn4的栅极连接mp1的漏极与mn2漏极的公共端，mn4 的源极接mn3的漏极；所述mn3的栅极接mn2的栅极与mn1栅极的公共端，mn3的源极接地，mn3的漏极接mn4的源极与mn5源极的公共端；所述mn5的栅极接mn6的栅极，mn5的栅极同时接mp3的漏极与mn5漏极的公共端，mn5的漏极接mp3的漏极；所述mp3的源极接电源vdd，mp3的栅极接mp2的栅极。
13.作为对本发明的进一步描述，所述模数转换电路包括比较器、计数器、电容c1、电容 c2、开关k1和开关k2；所述比较器的其中一个输入端与所述像素模块连接，另一输入端与比较基准信号(本案中比较基准信号生成电路省略)连接；所述比较器的输出端与所述计数器连接，所述计数器连接所述数字逻辑电路；所述比较器的其中一个输入端和所述像素模块之间连接有所述电容c1，与比较基准信号相连的另一输入端有所述电容c2，所述电容c1连接所述比较器输入端的正极，所述电容c2连接所述比较器输入端的负极；所述开关k1连接在所述比较器输入端的正极和所述比较器的输出端之间，所述开关k2连接在所述比较器输入端的负极和所述比较器的输出端之间。
14.作为对本发明的进一步描述，所述计数器包括：逻辑运算单元、多个时钟分频器和多个锁存器；多个所述时钟分频器相互并联，多个所述锁存器相互并联，相邻两个所述时钟分频器并联后连接在相邻两个所述锁存器之间；所述多个时钟分频器与所述多个锁存器并联后连接所述逻辑运算单元，所述逻辑运算单元连接时钟和所述比较器。
15.另一方面，本发明提供一种运用上述校正结构消除太阳黑子现象的方法，包括：
16.步骤1：利用所述阈值电压生成电路生成阈值电压；
17.步骤2：利用所述阈值电压控制电路将所述阈值电压生成的电路生成阈值电压传
输至所述像素单元模块；
18.步骤3：通过所述阈值电压对像素单元的低电压进行补偿校正，得到校正后的像素单元复位电压，且保证所述像素单元复位电压不低于所述阈值电压；
19.步骤4：所述像素模块将采集的像素单元复位电压通过补偿校正后得到的像素单元复位电压传输至所述模数转换模块；
20.步骤5：利用所述模数转换电路进行模数转换，得到输出结果；
21.步骤6：根据所述输出结果，利用所述数字逻辑电路判断是否发生太阳黑子现象；若发生太阳黑子现象，则先对所述像素模块进行高亮处理，消除太阳黑子现象后成像；若没发生太阳黑子现象，则正常成像。
22.作为对本发明的进一步描述，在所述步骤1之前对所述阈值电压进行设置，所述阈值电压范围的上限值为像素单元复位电压值减去1lsb，所述阈值电压范围的下限值为强光照时像素单元输出电压值加上模数转换器中adc比较基准信号在模数转换第一期间的电压差。阈值电压的设置方法为：调节所述阈值电压生成电路中晶体管mp1的并联个数，来得到合适的补偿校正用的阈值电压。为了达到为强光照时像素单元的输出dark level进行补偿校正作用，所述阈值电压必须设定在合适的范围之内。所述阈值电压范围的上限值为像素单元复位电压值减去1lsb，所述阈值电压范围的下限值为强光照时像素单元输出电压值加上模数转换器中adc比较基准信号在模数转换第一期间的电压差。
23.作为对本发明的进一步描述，在所述步骤2之前，利用所述驱动电路对所述阈值电压生成电路所生成的阈值电压进行驱动能力增强处理；且本案中的阈值电压生成电路和驱动电路都属于特殊结构，能够做到满足需求的同时减小电路的占用面积。
24.作为对本发明的进一步描述，所述步骤5具体为：
25.在模数转换第一期间，所述计数器中的逻辑计算单元不起作用，所述计数器中的时钟分频器一直保持动作，所述计数器中的锁存器是否动作且有信号输出由所述比较器的输出进行判断和控制。
26.由于所述比较器的输入情况不同，所述比较器输出信号会出现两种情况：输出翻转信号和输出不翻转信号；当所述像素单元处于强光照环境时，所述比较器输出信号为不翻转信号；当所述像素单元处于正常光亮环境时，所述比较器输出信号为翻转信号。
27.当所述比较器的输出为翻转信号时，所述计数器中的锁存器在比较器输出信号翻转时发生动作且将信号输出；当所述比较器的输出为不翻转信号时，所述计数器中的锁存器不发生动作没有信号输出。
28.在模数转换第二期间，所述计数器中的逻辑计算单元起作用。当模数转换第一期间比较器输出为翻转信号时，逻辑计算单元输出信号控制所述计数器中的时钟分频器继续保持动作，所述计数器中的锁存器在比较器输出信号翻转时发生动作且将信号输出；相反，当模数转换第一期间比较器输出为不翻转信号时，逻辑计算单元输出信号会控制所述计数器中的时钟分频器停止动作，所述计数器中的锁存器不发生动作没有信号输出。
29.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
30.1、本发明实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，通过采用阈值电压生成电路可以对所有像素单元的复位电压进行补偿校正，使像素模块复位电压不低于阈值电压，保证输出大信号量进行模数转换，可解决大量电子从像素模块溢
出到信号采样电容，导致像素模块采样得到的像素模块复位电压过低的问题；
31.2、本发明实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，增加驱动电路对阈值电压生成电路所生成的阈值电压进行驱动能力增强，且驱动电路采用输入输出同电压的ab级输出差动对结构，大大提升了驱动能力，同时减小电路的占用面积；
32.3、本发明实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，可通过调整阈值电压生成电路中的mos晶体管的并联数量，灵活设置像素单元复位电压的阈值；
33.4、本发明实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，将像素单元复位电压限制在合适的阈值，可精准地对太阳黑子现象进行逻辑判断，从而消除太阳黑子现象；
34.5、本发明实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构和方法，在模数转换第一期间，当比较器不发生翻转时，可通过在模数转换第二期间控制使计数器时钟停止计数，以此减小功耗。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为本发明实施例1提供的校正结构的电路组成示意图；
37.图2为本发明实施例1提供的阈值电压生成电路、驱动电路和阈值电压控制电路结构图；
38.图3为本发明实施例1提供的模数转换电路结构图；
39.图4为本发明实施例1提供的计数器电路结构图；
40.图5为本发明实施例2提供的校正方法的功能动作流程示意图。
41.附图中标记及对应的零部件名称：
42.1-阈值电压生成电路，2-阈值电压控制电路，3-像素模块，4-模数转换电路，5-数字逻辑电路，6-驱动电路，7-行扫描控制模块，8-列扫描控制模块，41-比较器，42-计数器，421-逻辑运算单元，422-时钟分频器，423-锁存器。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
44.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
45.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。
因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
46.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
47.实施例1
48.图1为本实施例提供的一种消除图像传感器的太阳黑子现象的校正结构的电路组成示意图。如图所示，此校正结构包括：阈值电压生成电路1、多个阈值电压控制电路2、像素模块 3、模数转换电路4、数字逻辑电路5、行扫描控制模块7和列扫描控制模块8，用于驱动和选择每一行和每一列的像素单元输出；多个所述阈值电压控制电路2并联在一条母线上，所述阈值电压生成电路1与所述母线的输入端连接，每一行的多个像素单元连接在所述行扫描控制模块7上，每一列的多个像素单元连接在所述列扫描控制模块8上；所述像素模块3包括多行、多列像素单元，所述阈值电压控制电路2与单列像素单元一一对应连接；所述像素模块、所述模数转换电路4和所述数字逻辑电路5依次连接。
49.阈值电压生成电路1用于对像素模块3中的所有像素单元复位电压进行补偿校正，具体的，阈值电压生成电路1给像素模块3复位电压设置电压阈值，使得像素模块3复位电压不低于阈值电压，保证输出大信号量进行模数转换，从而应对光电二极管进行光电转换后，大量电子从像素模块3溢出到信号采样电容，导致像素模块3采样得到的像素模块3复位电压过低的问题。并且，数字逻辑电路5可根据模数转换电路4的输出结果判断是否出现太阳黑子现象，当判断出会出现太阳黑子现象时，会在成像过程中对像素单元进行高亮处理，从而消除像素单元的太阳黑子现象。
50.为提升所述阈值电压生成电路所生成的阈值电压的驱动能力，同时减小电路的占用面积，本实施例在阈值电压生成电路1和阈值电压控制电路2之间增加了驱动电路6。
51.阈值电压生成电路1、驱动电路6和阈值电压控制电路2结构如图2所示。从图中可以看出，
52.阈值电压生成电路1包括：p沟道型mos晶体管mp1、n沟通型mos晶体管mn1、 mn2和电阻r；所述mos晶体管mp1可调节电压；所述电阻r的一端与所述电源vdd连接，另一端与所述mos晶体管mn1的漏极连接，所述mos晶体管mn1的源极接地；所述mos晶体管mp1的源极与所述电源vdd连接，所述mos晶体管mp1的漏极与所述mos 晶体管mn2的漏极连接，所述mos晶体管mn2的源极接地；所述mos晶体管mn1的栅极与所述mos晶体管mn2的栅极连接，mos晶体管mn1的栅极与所述mos晶体管mn2 栅极的公共端和电阻r连接。
53.阈值电压控制电路2包括：n沟道型mos晶体管mn6、mn7，所述mn6的漏极接电源vdd，mn6的源极接mn7的漏极，所述mn7的栅极为使能端，mn7的源极与列像素单元连接。
54.该驱动电路6采用输入输出同电压的ab级输出差动对结构，包括：p沟道型mos晶体管mp2、mp3，n沟道型mos晶体管mn4、mn5、mn3，所述mp2的源极与电源vdd连接，mp2的漏极与
mn4的漏极连接，mp2的栅极与mp3的栅极连接，mp2栅极与mp3栅极的公共端连接mp2漏极与mn4漏极的公共端；所述mn4的栅极连接mp1的漏极与mn2 漏极的公共端，mn4的源极接mn3的漏极；所述mn3的栅极接mn2的栅极与mn1栅极的公共端，mn3的源极接地，mn3的漏极接mn4的源极与mn5源极的公共端；所述mn5 的栅极接mn6的栅极，mn5的栅极同时接mp3的漏极与mn5漏极的公共端，mn5的漏极接mp3的漏极；所述mp3的源极接电源vdd，mp3的栅极接mp2的栅极。
55.进一步的，
56.模数转换电路4包括比较器41、计数器42、电容c1、电容c2、开关k1和开关k2；所述比较器41的其中一个输入端与所述像素模块3连接，另一输入端与比较基准信号(本案中比较基准信号生成电路省略)连接；所述比较器41的其中一个输出端与所述计数器42连接，所述计数器42连接所述数字逻辑电路5；所述比较器41的输入端和所述像素模块3之间连接有所述电容c1，与比较基准信号相连的另一输入端有所述电容c2，所述电容c1连接所述比较器输入端的正极，所述电容c2连接所述比较器输入端的负极；所述开关k1连接在所述比较器输入端的正极和所述比较器41的输出端之间，所述开关k2连接在所述比较器输入端的负极和所述比较器41的输出端之间。模数转换电路4结构参考图3。
57.计数器42包括：逻辑运算单元421、多个时钟分频器422和多个锁存器423；多个所述时钟分频器422相互并联，多个所述锁存器423相互并联，相邻两个所述时钟分频器422并联后连接在相邻两个所述锁存器423之间；所述多个时钟分频器422与所述多个锁存器423 并联后连接所述逻辑运算单元421，所述逻辑运算单元421连接时钟和所述比较器41。计数器42电路结构参考图4。
58.运用上述校正结构消除图像传感器的太阳黑子现象时，首先通过阈值电压生成电路1给像素单元复位电压设置电压阈值，让像素单元复位电压不会低于设置的阈值电压。
59.模数转换过程中，在模数转换第一期间会通过比较器41的输出信号是否进行翻转对该像素单元是否会出现太阳黑子现象进行准确判断。当判断此像素单元会出现太阳黑子现象时，由于比较器41没有翻转不能触发计数器42输出，即模数转换第一期间没有输出；同时比较器41的输出信号在模数转换第一期间没有翻转会使模数转换第二期间计数器42停止动作。整个模数转换完成后计数器42输出两个值：cnt_out0和δcnt(cnt_out1
–
cnt_out0)。数字电路接收到cnt_out0＝0时，判断为该像素单元会发生太阳黑子现象，进一步利用数字逻辑电路5在成像时对该像素单元进行高亮处理，即可消除该像素单元的太阳黑子现象。反之，则根据δcnt(cnt_out1
–
cnt_out0)进行数据处理，得到正确的画像。
60.实施例2
61.本实施例结合实施例1的校正结构，提供一种运用上述校正结构消除太阳黑子现象的方法，包括：
62.步骤1：利用所述阈值电压生成电路生成阈值电压；
63.步骤2：利用所述阈值电压控制电路将所述阈值电压生成的电路生成阈值电压传输至所述像素单元模块；
64.步骤3：通过所述阈值电压对像素单元的低电压进行补偿校正，得到校正后的像素单元复位电压，且保证所述像素单元复位电压不低于所述阈值电压；
65.步骤4：所述像素模块将采集的像素单元复位电压通过补偿校正后得到的像素单
元复位电压传输至所述模数转换模块；
66.步骤5：利用所述模数转换电路进行模数转换，得到输出结果；
67.具体来讲，在模数转换第一期间，所述计数器中的逻辑计算单元不起作用，所述计数器中的时钟分频器一直保持动作，所述计数器中的锁存器是否动作且有信号输出由所述比较器的输出进行判断和控制。
68.由于所述比较器的输入情况不同，所述比较器输出信号会出现两种情况：输出翻转信号和输出不翻转信号；当所述像素单元处于强光照环境时，所述比较器输出信号为不翻转信号；当所述像素单元处于正常光亮环境时，所述比较器输出信号为翻转信号。
69.当所述比较器的输出为翻转信号时，所述计数器中的锁存器在比较器输出信号翻转时发生动作且将信号输出；当所述比较器的输出为不翻转信号时，所述计数器中的锁存器不发生动作没有信号输出。
70.在模数转换第二期间，所述计数器中的逻辑计算单元起作用。当模数转换第一期间比较器输出为翻转信号时，逻辑计算单元输出信号控制所述计数器中的时钟分频器继续保持动作，所述计数器中的锁存器在比较器输出信号翻转时发生动作且将信号输出；相反，当模数转换第一期间比较器输出为不翻转信号时，逻辑计算单元输出信号会控制所述计数器中的时钟分频器停止动作，所述计数器中的锁存器不发生动作没有信号输出。
71.步骤6：根据所述输出结果，利用所述数字逻辑电路判断是否发生太阳黑子现象；若发生太阳黑子现象，则先对所述像素模块进行高亮处理，消除太阳黑子现象后成像；若没发生太阳黑子现象，则正常成像。
72.为了将像素单元复位电压限制在合适的阈值下，从而提高对太阳黑子现象进行逻辑判断的精确度，本实施例在所述步骤1之前对所述阈值电压进行设置，阈值电压范围的上限值为像素单元复位电压值减去1lsb，所述阈值电压范围的下限值为强光照时像素单元输出电压值加上模数转换器中adc比较基准信号在模数转换第一期间的电压差。阈值电压的设置方法为：调节所述阈值电压生成电路中mos晶体管的并联个数，来得到合适的补偿校正用的阈值电压。为了达到为强光照时像素单元的输出dark level进行补偿校正作用，所述阈值电压必须设定在合适的范围之内。所述阈值电压范围的上限值为像素单元复位电压值减去1lsb，所述阈值电压范围的下限值为强光照时像素单元输出电压值加上模数转换器中adc比较基准信号在模数转换第一期间的电压差。
73.并且，在所述步骤2之前，利用所述驱动电路对所述阈值电压生成电路所生成的阈值电压进行驱动能力增强处理；且本案中的阈值电压生成电路和驱动电路都属于特殊结构，能够做到满足需求的同时减小电路的占用面积。
74.为更好地理解，本实施例提供了该校正方法的功能动作流程，如图5所示。
75.从图5中可以看到，
76.set_0阶段，即正常光照情况下：
77.在模数转换第一期间(对应图5中的
②
)和模数转换第二期间(对应图5中的
③
)，v_pix (像素单元对应的电压)信号与adc比较基准信号相交，此时计数器发生翻转，adc计数器有输出δcnt(cnt_out1
–
cnt_out0)，得到显示正常的图像。
78.set_1阶段，即强光照情况下：
79.首先，阈值电压on期间(对应图5中的
①
)，阈值电压输出对v_pix进行补偿校正，让
像素单元复位电压不会低于设置的阈值电压；
80.然后，v_dark模数转换第一期间(对应图5中的
②
)，根据比较器的输出在v_dark期间是否有翻转，来准确判断该像素单元是否会发生太阳黑子现象，若比较器无翻转就判断会发生太阳黑子现象，反之则不会。
81.接下来，当判断此像素单元会出现太阳黑子现象时，由于比较器没有翻转不能触发计数器latch输出，v_dark模数转换第一期间(对应图5中的
②
)计数器clk时钟动作但没有输出(cnt_out0＝0)；同时比较器没有翻转会使模数转换第二期间计数器动作off。整个模数转换完成后计数器输出两个值cnt_out0和δcnt(cnt_out1
–
cnt_out0)。
82.最后，数字电路接收到cnt_out0＝0时，判断为太阳黑子现象会发生，成像时对该像素单元进行高亮处理，即可消除该像素单元的太阳黑子现象。
83.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。