KR20060085667A

KR20060085667A - 고정화하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060085667A
Application number: KR1020067006774A
Authority: KR
Inventors: 패트릭 더블유 스미스; 마그네 에이치 네르하임
Original assignee: 테이저 인터내셔널, 인코포레이티드
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US20060279898A1; EP1738620A4; EP2328388B1; KR20080106971A; JP2012088047A; JP2007518047A; SG144947A1; IL174776A0; DE602004032268D1; ATE505830T1; EP2328388A2; JP2012088046A; AU2004317086B2; JP2012068018A; KR100808436B1; KR20070099059A; EP1738620A2; US7327549B2; WO2005086618A2; IL174776A

Abstract

전극을 통해 타겟과 결합된 자극 신호로 인간 또는 동물과 같은 타겟을 고정화하는 시스템 및 방법은 스트라이크 단계, 유지 단계, 및 휴지 단계에 따라서 자극 신호를 제공한다. 시스템은 발사 디바이스 및 분리된 발사체를 구비하며, 발사체는 배터리, 파형 생성기, 및 전극을 구비한다. 스트라이크 단계 및 유지 단계는, 예를 들어, 1 초당 10 내지 20 펄스의 펄스 반복률을 갖는 펄스를 포함하고, 각 펄스는 약 500 V 피크 이하로, 예를 들어 약 100 마이크로쿨롱과 같이 소정 양의 전하를 전달한다. 유지 단계는 스트라이크 단계보다 더 적은 에너지 소비로 고정화를 지속할 수도 있다. 스트라이크 단계 및 유지 단계는 타겟의 신경 시스템에 의한 골격근 제어를 방해함으로써 고정화시키기 때문에, 휴지 단계는 타겟이 호흡을 유지하도록 할 수도 있다.

Description

고정화하는 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR IMMOBILIZATION}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 Patrick W. Smith 등에 의해 2003년 11월 13일에 출원된 미국 출원 번호 제 10/714,572 호에 대해 부분 계속 (CIP) 출원이며, 이 출원에 대해 우선권을 주장하며, Patrick Smith 등에 의해 2003년 10월 7일에 출원된 미국 출원 번호 제 60/509,577 호 및 Patrick Smith 등에 의해 2003년 10월 8일에 출원된 미국 출원 번호 제 60/509,480 호에 대해 미국 특허법 §119(e) 에 의한 우선권을 주장한다.

정부 라이센스 권리

본 발명은 부분적으로 미국 정부 지원 연구와 관련하여 이루어졌다. 따라서, 미국 정부는 특허 소유자로 하여금 Naval Research 관청에 의해 부여된 제 N00014-02-C-0059 호 계약 조건에 의해 제공되는 정당한 조건상에서 타인에게 본 발명을 사용할 권리를 허용하도록 요구하는 제한된 상황에서의 권리 및 납입 라이센스를 갖는다.

기술분야

일반적으로 본 발명의 실시형태는 사람 또는 동물의 이동성을 감소시키는 시스템 및 장치에 관한 것이다.

배경기술

전력화된 발사체를 전달하는 무기는 자기 방어 및 법 집행에 이용된다. 대체로 이 무기는 인간 또는 동물인 타겟을 통해 자극 신호를 전달한다. 이러한 무기의 종래의 일 분류는, 미국 특허 제 3,803,463 호 및 제 4,253,132 호에 커버로 설명된 타입의 전도 에너지 무기를 포함한다. 대체로 이 무기들은 타겟을 향해 발사체를 발사하여, 발사체에 의해 전달된 전극이 타겟에 접촉하여, 전극을 통해 그리고 타겟을 통해 한계 전선 (tether wire) 을 거쳐 자극 신호를 전달하는 회로를 완료한다. 다른 종래의 전도 에너지 무기는, 타겟이 무기에 근접하여 위치할 때, 발사체를 발사하고, 타겟에 접촉하여 위치한 전극을 통해 자극 신호를 전달한다.

자극 신호는 타겟에 고통을 야기하는 것으로 알려진 일련의 상대적으로 고 전압 펄스를 포함할 수도 있다. 자극 신호가 전달된 그 순간, 고 임피던스 갭 (예를 들어 공기 또는 의류) 은 전극과 타겟의 전도 조직 사이에 존재할 수도 있다. 종래 자극 신호는 2 인치까지의 이러한 갭을 가로지르는 경로를 이온화하는 상대적으로 고 전압 (예를 들어 약 50,000 V) 신호를 포함한다. 따라서, 자극 신호는 조직으로의 발사체의 관통없이 타겟의 조직을 통해 전도될 수도 있다.

일부 종래의 전도 에너지 무기에서, 상대적으로 고 에너지 파형이 사용되었다. 이 파형은, 마취된 돼지를 이용하여 에너지 무기의 자극에 대한 포유류의 근육 반응을 측정하는 연구로부터 발전되었다. 고 에너지 파형을 이용하는 디바이스는 전기 근육 분열 (Electro-muscular Disruption ;EMD) 디바이스라 불리고, 여기서 참조로서 포함되는 2001년 12월 12일 출원되고 Patrick Smith 의 미국 특허 출원 제 10/016,082 에 일반적으로 개시된 타입이다. 일반적으로 동물의 골격근에 인가되는 EMD 파형은 골격근을 심하게 수축하게 한다. 명백히, EMD 파형은 타겟의 신경 시스템의 근육 제어를 지배하여, 비수의 골격근의 고정을 야기하고, 타겟의 고정화를 완료하는 결과를 초래할 수도 있다.

불행히도, 상대적으로 더 높은 에너지 EMD 파형은 더 높은 전력 능력 에너지 소스로부터 생성된다. 일 구현에서, 소형 발사 디바이스는 8AA 사이즈 (1.5 V 공칭) 배터리, 큰 전기 용량 커패시터, 및 한계 발사체에서 26-와트 EMD 출력을 생성하는 변압기를 포함한다.

2003년 2월 11일에 출원되었으며, Magne Nerheim 에 의한 미국 특허 출원 제 10/447,447 호에 개시된 타입의 2 개의 펄스 파형은 (타겟을 자극하는) 상대적으로 저 전압, 고 전류량 펄스가 후속하는, (상술한 갭을 통해 아크 (arc) 형성하는) 상대적으로 고 전압, 저 전류량 펄스를 제공한다. 골격근의 효과는 상술한 EMD 파형에 대해 사용되는 것보다 80% 낮은 전력으로 성취될 수도 있다.

지속되는 손상 또는 죽음 없이, 인간 타겟을 고정화시키는 전도 에너지 무기에 이용되는 더 효과적인 자극 신호에 대한 큰 요구가 존재한다. 이 애플리캐이션에 앞서 10년간, 미국에서 매년 30,000 명 이상이 총상으로 죽어나간다. 또한, 수천명의 장교들은 매년 반항적인 일반대중과의 대립의 결과로서 부상을 입는다. 다수의 이 반항적 사람들조차 경찰에 유치되는 과정에서 부상당한다. 더 효과적인 자극 신호를 전달하는 시스템 및 방법 없이는, 전도 에너지 무기에 대해 비용, 신뢰도, 범위, 및 효과성에 있어서의 추가적인 향상이 실현될 수 없다. 전도 에너지 무기에 대한 애플리케이션은, 제한적이며, 법 실행을 방해하는 것으로 남을 것이고, 개인에게 향상된 자기 방어를 제공하는 것에 대한 실패를 남길 것이다.

요약

본 발명의 다양한 양태에 따라서, 전극을 통해 타겟과 결합된 자극 신호로 타겟을 고정화하는 방법은, 임의의 순서로 (a) 스트라이크 단계에 따라서 자극 신호를 제공하는 단계, (b) 유지 단계를 따라서 자극 신호를 제공하는 단계, 및 (c) 휴지 단계에 따라서 자극 신호를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 타겟을 고정화하는 회로는 전하 저장 회로 및 프로세서 회로를 구비한다. 프로세서 회로는 제 1 값을 획득하고, 전하 저장 회로를 방전하고 타겟으로 전하를 전달하기 위해서 타겟과 전하 저장 회로를 결합시키고, 제 2 값을 획득하고, 소정 전하의 전달이 제 1 값 및 제 2 값에 따라서 지시된 후에 방전을 제한한다. 제 1 값은 전하 저장 회로에 저장된 초기 전하에 대응한다. 제 2 값은 전하 저장 회로에 저장된 전하의 전류량에 대응한다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 전극을 통해 타겟과 결합된 자극 신호로 타겟을 고정화하는 다른 방법은, 임의의 순서로 (a) 전극을 가로질러 펄스를 제공하고, 각 펄스는 이온화 전위보다 낮은 피크 전압을 갖고, 각 펄스는 약 20 마이크로쿨롱 내지 약 300 마이크로쿨롱 범위의 전하를 전달하는 단계, 및 (b) 1 초당 약 5 펄스 내지 약 30 펄스 범위의 펄스 반복률을 갖는 일련의 펄스를 형성하기 위해 펄스를 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 타겟을 고정화하는 회로는 전하 저장 회로 및 프로세서 회로를 구비한다. 프로세서 회로는 이온화 전위보다 낮은 제 1 전압 크기에서 시작하는 타겟을 통해 저장된 전하를 방전하기 위해 전하 저장 회로를 타겟에 결합시키고, 프로세서 회로에 의해 모니터링된 전압이 임계 전압 크기를 초과한 후에 방전을 제한한다. 임계 전압 크기는 연속적인 골격근 수축을 위한 소정 전하의 전달에 따른다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 타겟을 고정화하는 다른 회로는 전하 저장 회로 및 프로세서 회로를 구비한다. 프로세서 회로는 이온화 전위보다 낮은 제 1 전압 크기에서 시작하는 타겟을 통해 저장된 전하를 방전하기 위해 전하 저장 회로를 타겟에 결합시키고, 시간이 경과한 후에 방전을 제한한다. 시간은 연속적인 골격근 수축을 위한 소정 전하의 전달에 따른다.

본 발명의 다양한 양태에 따르는 회로 및 방법은 더 효과적으로 타겟을 고정화함으로써, 손상 또는 죽음의 위험을 감소시킴으로써, 및/또는 종래 기술을 이용하는 시스템보다 적은 에너지 소비로 시간의 기간 동안에 고정화함으로써, 적어도 부분적으로 상술한 문제들을 해결한다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 실시형태는 도면을 참조하여 설명되며, 동일한 명칭은 동일한 요소를 나타낸다.

도 1 은 본 발명의 다양한 양태에 따른 고정화 자극 신호를 이용하는 시스템의 기능 블록도이다.

도 2 는 도 1 의 시스템에 이용되는 고정화 디바이스의 기능 블록도이다.

도 3 은 도 2 의 고정화 디바이스에 의해 제공되는 자극 신호에 대한 타이밍도이다.

도 4 는 도 2 의 고정화 디바이스에 의해 실행되는 프로세스에 대한 기능 흐름도이다.

바람직한 실시형태의 상세한 설명

본 발명의 다양한 양태에 따른 시스템은, 동물을 고정시키기 위해 동물에 자극 신호를 전달한다. 예를 들어, 위험으로부터 동물을 제거하기 위해, 또는 이동에 더 오랜 제지를 가하기 위한 것과 같이 동물의 행동을 방해하기 위해, 고정화는 적절하게 임시적이다. 전극은, 동물 자신의 행동에 의해, 동물을 향해 전극을 추진시킴에 의해 (예를 들어, 전극을 향하는 동물의 움직임에 의해), 메커니즘의 전개에 의해 (예를 들어, 전력화된 발사체의 일부가 된 전극에 의해), 및/또는 중력에 의해 동물에 접촉될 수도 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4 의 시스템 (100) 은 발사 디바이스 (launch devide ; 102) 및 카트리지 (104) 를 포함한다. 카트리지 (104) 는 각각이 파형 생성기 (136) 를 갖는 하나 이상의 발사체 (132) 를 포함한다.

발사 디바이스 (102) 는 파워 서플라이 (112), 겨냥 장치 (114), 추진 장치 (116), 및 파형 제어기 (122) 를 포함한다. 추진 장치 (116) 는 추진 활성체 (118) 및 추진체 (120) 를 포함한다. 다른 구현에서, 추진체 (120) 는 카트리지 (104) 의 일부이다. 파형 제어기 (122) 는 후술하는 파형 생성기 (136) 의 적절한 단일화로 생략될 수 있다.

임의의 종래 재료 및 기술은 발사 디바이스 (102) 의 제조 및 동작에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 파워 서플라이 (112) 는 하나 이상의 재충전가능한 배터리를 포함할 수도 있고, 겨냥 장치 (114) 는 레이저 건 조준기를 포함할 수도 있고, 추진 활성체 (118) 는 권총의 방아쇠와 일부에 대해서 유사한 기계적 방아쇠를 포함할 수도 있으며, 추진체 (120) 는 압축된 질소 가스를 포함할 수도 있다. 일 구현에서, 발사 디바이스는 종래 권총과 유사한 방식으로 동작가능하고 소형이다. 동작시, 카트리지 (104) 는 발사 디바이스 (102) 상에 또는 안에 탑재되고, 사람에 의한 수동 동작은 전극을 포함하는 발사체가 발사 디바이스 (102) 로부터 떨어져 타겟 (예를 들어, 인간과 같은 동물) 을 향해 추진되도록 하고, 전극이 타겟에 전기적으로 접속된 후, 자극 신호가 타겟 조직의 일부를 통해 전달된다.

발사체 (132) 는 발사 디바이스 (102) 에 구속될 수도 있고, 발사 디바이스 (102 ; 미도시) 의 적절한 회로는 대용의 또는 보조의 전력을 전원 (134) 으로 제공하고; 발사하거나, 재발사하거나, 또는 파형 생성기 (136) 를 제어하고; 활성화시키거나, 재활성화시키거나, 또는 배치를 제어하고; 및/또는 발사체 (132 ; 미도시) 의 기구와 협력하여 전극 (142) 으로부터 제공되는 발사 디바이스 (102) 에 신호를 수신하는 목적을 위해, 종래 기술을 이용한다.

파형 제어기는 무선 통신 인터페이스 및 사용자 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스는 무선 또는 적외선 트랜시버를 포함할 수도 있다. 사용자 인터페이스는 키패드 및 평면 패널 디스플레이를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 파형 제어기 (122) 는, 종래의 신호 송신 및 데이터 통신 프로토콜을 이용하는 원격 측정 및 제어를 위해, 파형 생성기 (136) 와의 라디오 통신에 의해 링크를 형성하고 유지한다. 파형 제어기 (122) 는 시스템 (100) 의 사용자에게 상태를 디스플레이할 수 있고, 자동적으로 또는 사용자가 원하는대로 파형 생성기 (136) 에 제어 (예를 들어, 명령, 메시지, 또는 신호) 할 수 있는 조작자 인터페이스를 제공한다. 제어는 임의의 양태를 제어하고, 및/또는 발사체 (132) 의 임의의 회로로부터 데이터를 수집하도록 기능한다. 제어는 전체적인 개시, 재개시, 및 중단 기능을 포함하는 자극 신호의 시간 및 진폭 특성에 영향을 미칠 수도 있다. 원격 측정은, 종래의 기술로 구현되는 발사체 (132 ; 미도시) 에, 파형 생성기 (136) 의 임의의 기능의 피드백 제어, 또는 다른 수단을 포함할 수도 있다. 상태는 자극 신호 및 자극 신호 전달 회로의 임의의 특징을 포함할 수도 있다.

카트리지 (104) 는 전원 (134), 파형 생성기 (136), 및 전극 배치 장치 (138) 를 갖는 발사체 (132) 를 포함한다. 전극 배치 장치 (138) 는 배치 활성체 (140) 및 하나 이상의 전극 (142) 를 포함한다. 전원 (134) 은 부피비에 대해 상대적으로 고 에너지 출력을 위해 선택되는 종래의 임의의 배터리를 포함할 수도 있다. 파형 생성기 (136) 는 전원 (134) 으로부터 전력을 공급받고, 본 발명의 다양한 양태에 따라 자극 신호를 생성한다. 자극 신호는 전극 (142) 을 거쳐 타겟을 통하는 경로에 의해 완료되는 회로로 전달된다. 전원 (134), 파형 생성기 (136), 및 전극 (142) 은 배치 활성체 (140) 에 의해 배치되지 않는 (예를 들어, 발사체 (132) 의 충돌에 의해 배치되는) 하나 이상의 추가적인 전극을 더 포 함하는 자극 신호 전달 회로를 형성하도록 상호작용한다.

전원 (134), 파형 생성기 (136) 에 대한 회로 어셈블리, 및 전극 배치 장치 (138) 를 탑재하기 위해, 발사체 (132) 는 컴파트먼트 또는 다른 구조물을 갖는 바디를 포함할 수도 있다. 바디는 탄도학에 대한 종래 형태 (예를 들어, 습식 공기역학 형상 (wetted aerodynamic form) 로 형성될 수도 있다.

전극 배치 장치는 전극을 스토우 (stowed) 구성에서 배치된 구성으로 이동하는 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 전극 (142) 이 공기를 통해 타겟으로 추진하는 발사체의 일부인 구현에서, 스토우 구성은 발사체의 정확한 진행에 대해 공기역학의 안정성을 제공한다. 배치된 구성은 조직을 찌르는 것을 통해 직접적으로 또는 조직으로의 아크를 통해 간접적으로, 자극 신호 전달 회로를 완료한다. 약 7 인치의 분리는 약 1.5 인치의 분리보다 더 효과적임이 발견되고, 또한, 더 긴 분리는 대퇴의 전극 및 손의 다른 전극과 같이 적절할 수도 있다. 전극이 더 멀어지면, 자극 신호는 더 많은 조직을 통해 분명히 통과해서, 더 효과적인 자극을 형성한다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 발사체 (132) 및 타겟에 의해 이루어지는 접촉 후에 전극의 배치가 활성화된다. 접촉은 배치 활성체의 정위의 변화, 추진체 바디에 대한 배치 활성체의 위치의 변화, 배치 활성체의 방향, 속도, 또는 가속도에서의 변화, 및/또는 전극 (예를 들어, 142 또는 발사체와 타겟의 충돌에 의해 배치된 전극) 사이의 전도성의 변화에 의해 결정될 수도 있다. 기계적 특징에 의한 충돌을 검출하고, 기계적 에너지의 방출 또는 재지시 (redirection) 에 의 해 전극을 배치하는 배치 활성체 (140) 는 저가 발사체에 바람직하다.

본 발명의 다양한 양태에 따르면, 전극의 배치는 타겟의 행동에 의해 촉진될 수도 있다. 예를 들어, 발사체 앞의 전개된 하나 이상의 근접 간격 전극은 타겟을 공격하여, 타겟에 고통의 반응을 일으킬 수도 있다. 하나 이상의 전극은 노출되고, (예를 들어, 타겟으로부터 떨어져서) 적절하게 지시될 수도 있다. 노출은 비행 동안에, 또는 충돌 후에 있을 수 있다. 타겟의 살에 찍힌 전극의 미늘 (barb) 에 의해, 또는 2 개의 근접 간격 전극이 존재한다면, 근접 간격 전극 사이의 자극 신호 전달에 의해, 타겟에서의 고통이 야기될 수도 있다. 적절한 고정화를 위해, 이 전극들이 매우 가깝게 함께 있는 동안, 자극 신호는 충분한 고통 및 혼미함을 생성할 수도 있다. 고통에 대한 전형적인 반응 행동은, 전극을 제거하기 위해, 고통의 감지된 원인을 손 (또는, 동물의 경우에는 입) 으로 부여잡는 것이다. 따라서, 소위 "핸드 트랩" 은 하나 이상의 노출된 전극을 타겟의 손 (또는 입) 에 박는 전형적인 반응 행동을 이용한다. 발사체를 부여잡음으로써, 하나 이상의 노출된 전극은 타겟의 손 (또는 입) 을 찌른다. 일반적으로 타겟의 손 (또는 입) 의 노출된 전극은 다른 전극으로부터 떨어져 잘 놓여져서, 또 다른 전극과 노출된 전극 사이의 자극이 적절한 고정화를 허용하게 할 수도 있다.

다른 시스템 구현에서, 발사 디바이스 (102), 카트리지 (104), 및 발사체 (132) 는 생략되고, 전원 (134), 파형 생성기 (136), 및 전극 배치 장치 (138) 는 타겟의 근처, 또는 타겟 상에 다른 일반적인 배치 형태를 위해 구성된 고정화 디바이스 (150) 로서, 형성된다. 또 다른 구현에서, 배치 장치 (138) 는 생략되고, 전극 (142) 은 타겟의 행동, 및/또는 중력에 의해 배치된다. 고정화 디바이스 (150) 는 개인 안전 (예를 들어, 장래의 활동을 위해, 인간 타겟의 의류 또는 동물의 가죽을 찌르는 것), 설비 안전 (예를 들어, 감시 카메라, 설비 정지, 또는 비상 사태 반응을 위한 시간을 제공하는 것), 및 군사 용도 (예를 들어, 지뢰) 를 위한 종래의 기술을 이용하여 패키지될 수도 있다.

발사체 (132) 는 치명적일 수도, 치명적이지 않을 수도 있다. 다른 구현에서, 발사체 (132) 는 치명적인 힘을 인가하는 임의의 종래 기술을 포함한다.

여기서 설명하는 고정화는 타겟에 의한 자발적인 이동의 임의의 제지를 포함한다. 예를 들어, 고정화는 고통을 야기하거나, 평균 근육 기능을 방해하는 것을 포함할 수도 있다. 고정화는 타겟의 모든 이동 또는 모든 근육을 포함할 필요는 없다. 바람직하게, 불수의근 기능 (예를 들어, 순환 또는 호흡) 은 방해되지 않는다. 전극의 배치가 지엽적인 변형에서는, 하나 이상의 골격근의 기능 손상은 적절한 고정화를 성취한다. 다른 구현에서, 적절한 강도의 고통은 운동 근육의 일을 수행하는 타겟의 능력을 방해하고, 그에 의해 타겟은 무능력해지고, 손상된다.

발사 디바이스 (102) 의 다른 구현은 종래의 이용가능한 무기 (예를 들어, 소화기, 유탄 발사기, 포가 장착된 운송수단) 를 포함할 수도 있고 또는 대신할 수도 있다. 발사체 (132) 는 폭발성의 탄약 (120 ; 예를 들어 화약, 흑색 화약) 을 통해 전달될 수도 있다. 또한, 발사체 (132) 는 압축 가스 (예를 들어, 질소 또는 이산화탄소) 의 발사, 및/또는 압력 (예를 들어, 탄성력 또는 자동차 에어 백 배치에 사용되는 타입의 반응과 같은 화학 반응에 의해 생성되는 힘) 의 빠른 배출을 통해 추진될 수도 있다.

본 발명의 다양한 양태에 따라서, 파형 생성기는 하나 이상의 다음의 작용, 즉 자극 신호 전달 회로에 사용하기 위해 전극을 선택하고, 전극과 타겟 사이의 갭의 공기를 이온화 시키고, 초기 자극 신호를 제공하고, 다른 자극 신호를 제공하고, 전술한 임의의 작용을 제어하는 조작자 입력에 반응하는 작용을 임의의 순서로 실행할 수도 있다. 일 구현에서, 이 작용의 많은 부분은, 파형 생성기의 소형화, 원가 절감, 및 신뢰도 향상을 허용하는 프로세서에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 제어된다. 예를 들어, 도 2 의 파형 생성기 (200) 는 상술한 파형 생성기 (136) 로서, 사용될 수도 있다. 파형 생성기 (200) 는 저전압 파워 서플라이 (204), 고전압 파워 서플라이 (206), 스위치 (208), 프로세서 회로 (220), 및 트랜시버 (240) 를 포함한다.

저전압 파워 서플라이는 전원 (134) 으로 부터 DC 전압을 공급받고, 파형 생성기 (200) 의 동작을 위해 다른 DC 전압을 제공한다. 예를 들어, 소스 (134) 의 배터리로부터 1.5 V 를 공급받고, DC 5 V 및 3.3 V 를 공급하기 위해, 저전압 파워 서플라이 (204) 는 종래의 스위칭 파워 서플라이 회로 (예를 들어, Linear Technology 에서 판매되는 LTC3401) 를 포함할 수도 있다.

고전압 파워 서플라이는 저전압 파워 서플라이로부터 조정되지 않은 DC 전압을 공급받고, 자극 신호 VP 로서, 펄스형의 상대적으로 고전압 파형을 제공한다. 예를 들어, 고전압 파워 서플라이 (206) 는 모두 종래 기술인, 스위칭 파워 서플라 이 (232), 변압기 (234), 정류기 (236), 및 저장 커패시터 (C12) 를 포함한다. 일 구현에서, 종래 회로 (예를 들어, Linear Technology 에서 판매되는 LTC1871) 를 구비하는 스위칭 파워 서플라이 (232) 는 저전압 파워 서플라이 (204) 로 부터 DC 5 V 를 공급받고, 상대적으로 저 AC 전압을 변압기 (234) 에 제공한다. 스위칭 파워 서플라이 (232) 로의 피드백 제어 신호는 신호 VP 의 피크 전압이 한계치 (예를 들어, 500 V) 를 초과하지 않는 것을 보장한다. 변압기 (234) 는 제 1 권선상의 상대적 저 AC 전압을 2 개의 제 2 권선 각각의 상대적 고 AC 전압 (예를 들어, 500 V) 으로 상승시킨다. 정류기 (236) 는 충전 커패시터 (C12) 에 DC 전류를 제공한다.

스위치 (208) 는 각 펄스를 형성하는 짧은 시간 기간동안 도통됨으로써, 전극을 가로질러 자극 신호 VP 를 형성하며, 스위치는 곧 개방된다. 커패시터 (C12) 로 부터 이용가능한 방전 전압은 펄스 지속 기간동안 감소한다. 스위치 (208) 가 개방될 때, 커패시터 (C12) 는 재충전되어, 각 펄스에 동일한 방전 전압을 제공한다.

프로세서 회로 (220) 는 본 발명의 다양한 양태에 따라 프로그램되는 마이크로프로세서, 메모리, 및 AD 변환기를 갖는 종래의 프로그램가능한 제어기 회로를 포함하여, 후술하는 방법을 수행한다.

발사체 기반 트랜시버는 상술한 파형 제어기와 통신한다. 예를 들어, 트랜시버 (240) 는 임의의 시간에 발사체 (132) 와 발사 디바이스 (102) 사이의 데이터 통신에 순응된 라디오 주파수 (예를 들어, 약 450 MHz) 송신기 및 수신기를 포 함한다. 예를 들어, 통신 연결 (예를 들어, 안테나 또는 적외선 디바이스) 에 적합한 라디에이터 및 픽업의 배치 및 설계에 의존하는 발사체 (132) 의 임의의 적절한 구성에서, 136 과 122 사이의 통신 연결이 확립될 수도 있다. 일 구현에서, 발사체 (132) 는 4 개의 구성, 즉 (1) 공기 역학의 핀 (fin) 및 배치가능한 전극이 기억장소 또는 오리엔테이션에 존재하는 스토우 구성, (2) 공기 역학의 핀이 발사체 (132) 로부터 떨어져 연장되는 위치에 존재하는 인 플라이트 구성, (3) 타겟과 접촉 후의 충돌 구성, 및 (4) 전극 배치 구성 에서 동작한다.

자극 신호는 전극을 통해 전달되는 임의의 신호를 포함하여, 타겟을 통해 자극 신호 전달 회로를 확립하거나 유지하며, 및/또는 타겟을 고정화한다. 본 발명의 다양한 양태에 따라서, 이들 목적은 복수의 단계를 갖는 신호로 달성된다. 각 단계는 하나 이상의 파형이 파형 생성기 및 파형 생성기에 접속된 전극을 통해 연속적으로 전달되는 시간의 간격을 포함한다. 본 발명의 다양한 양태에 따라서, 완성된 파형이 구성될 수도 있는 단계는 (a) 타겟 조직에 전극과 연속하여 존재하는 갭을 이온화 시키는 경로 형성 단계, (b) 자극 신호 전달 회로의 전기적 특징 (예를 들어, 공기 갭이 타겟의 조직과 연속하여 존재하는지 여부) 을 측정하는 경로 테스팅 단계, (c) 타겟을 고정화하는 스트라이크 단계, (d) 타겟에 의한 앞으로의 동작을 방해하는 유지 단계, 및 (e) 타겟에 의한 제한된 이동을 허용하는 (예를 들어, 타겟이 호흡을 유지하도록 허용하는) 휴지 단계를 임의의 순서로 포함한다.

각 단계의 신호 특징의 예는 도 3 에 도시된다. 도 3 에서, 자극 신호의 2 개의 단계는 경로 관리에 도움이 되고되고, 3 개의 단계는 타겟 관리에 도움이 된다. 각 단계의 파형 형상은 (도시된 바와 같이) 양의 진폭, 반전 진폭, 또는 동일한 단계에서 반복하여 양과 반전 진폭 사이에서 교대하는 진폭을 가질 수도 있다. 경로 관리 단계는 상술한 경로 형성 단계 및 경로 테스팅 단계를 포함한다.

경로 형성 단계에서, 파형 형상은 초기의 피크 (전압 또는 전류), 그 후 극성이 교체되는 더 작은 피크, 및 감쇠하는 진폭 꼬리를 포함할 수도 있다. 초기 피크 전압은 기대된 길이의 공기 갭에 대한 이온화 전위 (예를 들어, 약 50 kV, 바람직하게 10 kV) 를 초과할 수도 있다. 일 구현에서, 파형 형상은 종래의 공진 회로로부터의 감쇠 진동으로서 형성된다. 하나 이상의 피크를 갖는 일 파형 형상은 갭을 가로지르는 경로를 이온화하기에 충분할 수도 있다. 이러한 파형 형상을 인가하는 반복은 이온화가 요구되어 다시 시도되어야 한다고 단정 (예를 들어, 이전 시도가 실패했거나, 또는 이온화된 공기가 파괴된 경우) 하는 경로 테스팅 단계 (또는 다른 단계와 동시에 모니터링하는 단계) 에 후속할 수도 있다.

경로 테스팅 단계에서, 전압 파형은 한 쌍의 전극을 가로질러 제공되고, 특징이 부여되어, 경로 형성, 스트라이크, 또는 유지 단계로의 진입에 충분한 하나 이상의 전기적 특징을 갖는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 전극으로 전류를 공급하도록 소정 시간 기간 동안 접속되는 커패시터를 가로질러, 초기 파형 및 종결 파형을 모니터링하는 임의의 종래 기술에 의해, 경로 임피던스는 결정될 수도 있다. 일 구현에서, 전압 펄스의 형상은 약 450 V 의 피크 전압을 갖고, 약 10 마이크로초의 지속기간을 갖는 실질적으로 구형파이다. 경로는, 예를 들어 상술한 바와 같이 1 개 내지 3 개의 전압 펄스로부터의 평균 테스트 결과를 형성하기위해 여러 번 연속적으로 테스트될 수도 있다. 전극의 모든 접속을 테스팅하는 것은 약 1 밀리초에 달성될 수도 있다. 경로 테스팅의 결과는 후속하는 경로 형성, 스트라이크, 유지 단계에 이용되는 전극 쌍을 선택하는데 이용될 수도 있다. 선택은, 모든 가능한 전극 쌍에 테스트를 완료하지 않고, 예를 들어, 전극 쌍이 최고로 우선된 것 부터 최소로 우선된 순서로 테스팅되는 경우에 이루어 질 수도 있다.

스트라이크 단계에서, 전압 파형은 한 쌍의 전극을 가로질러 제공되고 특징이 부여된다. 전형적으로, 이 파형은 타겟의 골격근, 특히 대퇴 및/또는 종아리의 자발적인 제어를 방해하는데 충분하다. 다른 구현에서, 손, 발, 다리, 및 팔의 사용은 결과적인 고정화에 포함된다. 테스트 단계 동안에 선택됨으로써, 또는 경로 형성 단계에 의한 수행에 대비함으로써, 그 쌍이 존재할 수 있다. 본 발명의 다양한 양태에 따라서, 스트라이크 단계에 이용되는 파형 형상은 감소하는 진폭을 갖는 펄스 (예를 들어, 사다리꼴 형상) 를 포함한다. 일 구현에서, 파형 형상은 초기 전압과 종지 전압 사이의 커패시터 방전으로부터 생성된다.

초기 전압은 유지되는 이온화를 포함하는 경로에 대해 상대적으로 고 전압이거나, 이온화를 포함하지 않는 경로에 대해 상대적으로 저 전압일 수도 있다. 초기 전압은 도 3 에서와 같이 (예를 들어 약, 골격근 신경 활동 전위에서) 자극 피크 전압 (SPV) 에 대응한다. SPV 는 빠른 증가 시간 파형에 대해 본질적으로 초기 전압일 수도 있다. 이온화에 후속하는 SPV 는, 약 3 KV 내지 약 6 KV, 바람직하게는 약 5 KV 일 수 있다. 이온화 없는 SPV 는, 약 100 내지 약 600 V, 바람직하게는 약 350 V 내지 약 500 V, 가장 바람직하게는 약 400 V 일 수도 있다.

종지 전압은 소정의 펄스당 전하를 전달하도록 결정될 수도 있다. 펄스당 전하 최소량은 불연속의 근육 경련에 반대되는 연속의 근육 위축을 보장하도록 설계될 수도 있다. 연속의 근육 위축은 펄스당 전하가 약 15 마이크로쿨롱 이상인 인간 타겟에서 관측된다. 최소 약 50 마이크로쿨롱은 일 구현에서 이용된다. 더 높은 에너지 소비량은 더 높은 최소 펄스당 전하를 수반하지만, 최소 85 마이크로쿨롱이 바람직하다.

펄스당 전하 최대량은 타겟에서의 심장 섬유성 연축을 피하도록 결정될 수도 있다. 인간 타겟에 대해, 섬유성 연축은 펄스당 1355 마이크로쿨롱 및 그 이상에서 관측된다. 1355 값은 상대적으로 광범위한 펄스 반복률 (예를 들어, 1 초당 약 5 내지 50 펄스) 이상에서, 타겟의 저항 변화에 일치하는, 상대적으로 광범위한 펄스 지속 기간 (예를 들어, 약 10 내지 1000 마이크로초) 이상에서, 및 상대적으로 광범위한 펄스에 대한 피크 전압 (예를 들어, 50 내지 1000 V) 이상에서, 관측되는 평균값이다. 보다 낮은 최고값 (예를 들어, 약 100 마이크로쿨롱) 이 에너지 소비량을 보존하는데 바람직한 반면에, 최고 500 마이크로쿨롱은 섬유성 연축의 위험을 상당히 감소시킨다.

바람직하게, 펄스 지속기간은 상술한 바와 같이 전하의 전달에 의해 지시된다. 본 발명의 다양한 양태에 따라서, 펄스 지속기간은 공기의 이온화 전위보 다 높은 피크 펄스 전압을 이용하는 종래 시스템보다 일반적으로 길다. 펄스 지속기간은 약 20 내지 약 500 마이크로초의 범위에 있을 수 있고, 바람직하게는 약 30 내지 200 마이크로초의 범위, 더 바람직하게는 약 30 내지 100 마이크로초의 범위에 있을 수 있다.

펄스당 에너지 소비량을 보존함으로써, 고정화의 긴 지속기간이 초래될 수도 있고, (예를 들어, 배터리를 구비하는 발사체에서) 더 작고 가벼운 전원이 사용될 수도 있다. 일 구현에서, 약 10 분으로 연장될 수도 있는 타겟 관리 동안, 약 1-와트의 전력을 전달하기 위해 AAAA 사이즈 배터리가 발사체에 포함된다. 이러한 실시형태에서, 적절한 범위의 펄스당 전하는 약 50 내지 약 150 마이크로쿨롱일 수도 있다.

초기 및 종지 전압은 약 30 마이크로초 내지 약 210 마이크로초 범위의 지속기간을 갖는 펄스에서 (예를 들어, 약 50 내지 100 마이크로쿨롱에 대해), 펄스당 전하를 전달하도록 설계될 수도 있다. 적절한 펄스당 전하를 전달하는데 충분한 방전 지속기간은 타겟의 전극 사이의 저항에 부분적으로 의존한다. 예를 들어, 약 100 마이크로초의 RC 시상수는 약 1.75 마이크로패럿의 커패시턴스 및 약 60 옴의 저항에 대응한다. 50 V 로 방전되는 100 V 의 초기 전압은 1.75 마이크로패럿 커패시터로부터 87.5 마이크로쿨롱을 제공할 수도 있다.

종지 전압은 소정의 전하 전달을 보장하도록 계산될 수도 있다. 예를 들어, 초기값은 커패시터 양단 전압에 대응하여 관측될 수도 있다. 커패시터가 타겟으로 전하를 전달하여 방전하는 동안, 관측되는 값은 감소한다. 종지값은 초기값 및 펄스당 전달되는 원하는 전하에 기초하여 계산될 수도 있다. 방전하는 동안에, 그 값은 검사될 수 있다. 종지값이 관측되면, 종래의 방법으로 그 이상의 방전이 제한 (또는 중지) 될 수도 있다. 다른 구현에서, 전달된 전류는 전달되는 전하의 측정을 제공하도록 통합될 수도 있다. 한계치에 이르는 모니터링된 측정치는 전하의 그 이상의 전달을 제한 (또는 중지) 하는데 이용될 수도 있다.

다른 구현에서의 펄스 지속기간은 100 마이크로초보다 (예를 들어, 1000 마이크로초까지) 상당히 길 수도 있다. 긴 펄스 지속기간은 심장 섬유성 연축의 위험을 증가시킨다. 일 구현에서, 연속하는 스트라이크 펄스는 타겟에서 수집하는 전하를 없애도록 극성을 바꾸어 타겟의 심장을 불리하게 공격한다.

스트라이트 단계 동안에, 펄스는 1 초당 약 5 내지 50 펄스, 바람직하게는 1 초당 약 20 펄스의 레이트로 전달된다. 스트라이트 단계는 1 내지 5 초 동안에, 바람직하게는 약 2 초 동안에, 제 1 펄스의 증가하는 에지로부터 단계의 마지막 펄스의 감소하는 에지까지 지속한다.

유지 단계에서, 전압 파형은 전극 쌍을 가로질러 소스되고 특징지어진다. 일반적으로, 이 파형은 이동을 방해, 및/또는 스트라이크 단계보다 다소 적은 범위로 고정화를 지속하는데 충분하다. 일반적으로, 유지 단계는 스트라이크 단계보다 적은 전력을 요구한다. 스트라이크 단계가 유지 단계없이 지속되는 경우, 보다 긴 시간동안 고정된 전원 (예를들어, 배터리 전력) 은 고갈되기 때문에, 스트라이크 단계 사이에 개재된 유지 단계의 이용은 지속되는 고정화 효과를 허용한다. 유지 단계의 자극 신호는 상술한 바와 같이 타겟의 골격근의 자발적인 제어를 주로 방해하거나, 또는 고통 및/또는 방향 감각 상실을 주로 야기한다. 전극 쌍은 선행하는 경로 형성, 경로 테스팅, 또는 스트라이크 단계에 이용되는 것과 동일하거나 상이할 수도 있고, 바람직하게는 직전의 스트라이크 스테이지와 동일하다. 본 발명의 다양한 양태에 따라서, 유지 단계에 이용되는 파형 형상은 스트라이크 단계에서 참조하여 상술한 바와 같이, 감소하는 진폭 (예를 들어, 사다리꼴 형상) 을 갖는 펄스 및 초기 전압 (SPV) 을 포함한다. 종지 전압은 스트라이크 단계에서 이용되는 펄스 (예를 들어 30 내지 100 마이크로쿨롱) 보다 적은 소정의 펄스당 전하를 전달하도록 결정될 수도 있다. 유지 단계 동안에, 펄스는 1 초당 약 5 내지 15 펄스, 바람직하게는 1 초당 약 10 펄스의 레이트로 전달될 수도 있다. 유지 단계는 약 20 내지 약 40 초 (예를 들어, 약 28 초) 동안 제 1 펄스의 증가 에지부터 마지막 펄스의 감소 에지까지 지속한다.

휴지 단계는 타겟의 개인 안전, 및/또는 시스템의 작동을 향상시키도록 의도된 단계이다. 일 구현에서, 휴지 단계는 임의의 자극 신호를 포함하지 않는다. 따라서, 휴지 단계의 이용은, 유지 단계를 참조하여 상술한 것과 유사한 방식으로, 배터리 전원을 보전한다. 타겟의 안전은 타겟이 상대적으로 고위험의 신체적 또는 감정적 상태에 진입하는 가능성을 감소시킴으로써, 향상될 수도 있다. 고 위험 신체 상태는 비자발적인 근육 (예를 들어, 순환 또는 호흡에 대한) 제어 상실의 위험, 신경 혼란 (예를 들어, 간질 또는 마취약 과잉 투여) 에 관련된 경련, 발작, 또는 흥분의 위험을 포함한다. 고위험 감정 상태는 즉사 또는 자살행동의 공포로부터 튀어나오는 행동과 같이 이성을 잃은 행동의 위험을 포함한다. 휴지 상태의 이용은 타겟의 오랜 기간 건강 손상을 가하는 위험을 감소시킬 수도 있다. (예를 들어, 반흔 조직 형성 및/또는 부당한 외상의 최소화) 휴지 단계는 1 내지 5 초, 바람직하게는 2 초 동안 유지된다.

일 구현에서, 스트라이크 단계는 유지 단계 및 휴지 단계를 교대하는 반복 시리즈에 의해 후속된다.

상술한 임의의 배치된 전극 구성에서, 임의의 특정 시간에서 모든 전극이 활성화하지 않도록 신호는 다양한 전극 사이에서 스위칭된다. 따라서, 복수의 전극에 자극 신호를 인가하는 방법은 임의의 순서로, (a) 전극 쌍을 선택하는 단계, (b) 자극 신호를 선택된 쌍에 인가하는 단계, (c) 타겟으로 전달되는 에너지 (또는 전하) 를 모니터링하는 단계, (d) 전달된 에너지 (또는 전하) 가 한계치보다 적은 경우, 자극 신호 전달 회로를 형성하는 것은 하나 이상의 선택된 전극이 타겟에 충분히 접속되지 않는 것으로 결론짓는 단계, 및 (e) 소정의 전체 자극 (에너지 및/또는 전하) 이 전달될 때까지, 선택, 인가, 및 모니터링을 반복하는 단계를 포함한다. 이러한 방법을 실행하는 마이크로프로세서는, 전극을 선택하는 시간이 타겟에 의해 인지되지 않도록 하기 위해, 밀리초보다 적은 시간에, 적절한 전극을 식별할 수도 있다.

본 발명의 다양한 양태에 따라서, 파형 생성기는 임의의 순서로 경로를 선택하는 단계, 자극 신호에 대한 경로를 준비하는 단계, 및 비교적 높은 고정화 효과 (예를 들어, 상술한 스트라이크 단계), 비교적 낮은 고정화 효과 (예를 들어, 상술 한 유지 단계), 및 상대적 최저 고정화 효과 (예를 들어, 상술한 휴지 단계) 를 임의의 순서로 포함하는 연속한 효과에 대한 자극 신호를 반복적으로 제공하는 단계를 포함하는 자극 신호 전달 방법을 수행한다. 예를 들어, 도 4 의 방법 400 은 메모리 디바이스에 저장된 (예를 들어, 임의의 종래 디스크 미디어 및/또는 반도체 회로에 의해 저장 및/또는 전달되는) 명령어로써 구현되고, (예를 들어, 프로세서 회로 (220) 의 판독용 메모리에서) 프로세서에 의해 수행되도록 인스톨된다.

방법 400 은 용인가능하거나 바람직한 전극 쌍을 결정하기 위해, 루프 (402 내지 408) 를 구비하는 상술한 바와 같은 경로 테스팅 단계부터 시작된다. 발사체는 다수의 전극을 포함할 수도 있기 때문에, 임의의 전극 서브셋이 자극 신호의 애플리케이션을 위해 선택될 수도 있다. 프로세서 회로 (220) 에 접근가능한 메모리에 저장된 데이터는 전극 서브셋의 리스트를 포함하고, 바람직하게는 최대 고정화 효과에 대한 가장 우선된 것부터 덜 우선된 것까지 순위화된 리스트를 포함한다. 일 구현에서, 순위화된 리스트는 상술한 모든 단계에 이용되는 전극의 일 서브셋에 대한 선택을 나타낸다. 다른 구현에서, 리스트는 하나 이상의 단계 각각에 대한 각각의 전극 서브셋에 대한 선택을 알려주도록 순위화된다. 방법 400 은 각각의 전극 선택을 표현하는 일 리스트를 사용한다. 다른 구현은 2 이상의 리스트 및/또는 2 이상의 루프 (402 내지 408 ; 예를 들어, 각 단계에 대한 리스트 및/또는 루프) 를 포함한다. 또 다른 구현에서, 테스트 또는 자극 신호를 개입하기 전 및 후에, 서브셋이 테스팅되도록, 리스트는 동일한 서브셋의 중복 엔트리를 포함한다.

방법 400 에 따라서, 경로 관리 후에, 프로세서 (220) 는 타겟 관리를 수행한다. 경로 관리는 상술한 바와 같이 경로 형성을 포함한다. 타겟 관리는 후술하는 바와 같이 (434) 경로 관리를 수행하도록 중단될 수도 있다. 타겟 관리에서, 프로세서 (220) 는 상술한 바와 같은 단계의 순서로 자극 신호를 제공한다. 일 구현에서, 일련의 단계는 루프 (424 내지 444) 를 수행함으로써, 달성된다.

미리 정의된 단계 순서의 각 단계 (424) 에 대해, 루프 (426 내지 442) 는 적절한 자극 신호를 제공하도록 수행된다. 내부 루프 (426 내지 442) 의 엔트리에 앞서, 단계가 식별된다. 단계 순서는 상술한 바와 같이, 유지 단계와 휴지 단계를 교대함에 의해 후속되는 1 개의 스트라이트 단계를 포함할 수도 있다.

식별된 단계 (426) 의 지속기간 동안에, 전달에 충분한 전하 (예를 들어, 100 마이크로쿨롱) 가 이용가능할 때까지, 또는 펄스를 제공하는 요구 (예를 들어, 트랜시버 (240) 를 통한 조작자 명령, 전극 테스팅 결과, 또는 타이머의 착오) 에 의해 충전이 중단될 때까지, 프로세서 (220) 는 커패시터 (예를 들어, 신호 VP 용 C12) 를 충전 (428) 한다. 그 후, 프로세서 (220) 는 상술한 바와 같이 SPV 세트 값 (422 또는 414) 에서 펄스 (예를 들어, 스트라이크 단계 펄스 또는 유지 단계 펄스) 를 형성한다. 일 구현에서, 전압이 한계치 전압 (예를 들어, 약 228 V) 또는 그 이상일 때까지, 저장 커패시터의 전압 (예를 들어, VC) 감소 (436) 를 관측함으로써, 프로세서 (220) 는 전하 전달을 측정 (432) 한다. 적절한 한계치 전압의 선택은 잘 알려진 관계식 :

(Q 는 쿨롱 전하이고, C 는 패럿 커패시턴스이고, V는 커패시터 양단의 볼트 전압) 에 따른다.

전하 전달의 측정 동안에, 프로세서 (220) 는 식별된 단계에 이용되는 경로가 실패하였는지를 검출 (434) 할 수도 있다. 실패한 경우, 프로세서 (220) 는 식별된 단계를 중지하고, 식별된 단계 순서를 중지하고, 상술한 경로 테스팅으로 되돌아간다.

식별된 단계에 적절한 양의 전하가 전달 (436) 된 때, 펄스 (예를 들어, 신호 VP) 는 종료된다 (440). 펄스가 종료한 후에 공급되는 전압은 0 V (예를 들어, 하나 이상의 식별된 전극의 개방 회로) 이거나, 적은 전압 (예를 들어, 이온화를 유지하는데 충분한 전압) 일 수도 있다.

식별된 단계가 완료되지 않으면, 후의 프로세싱은 내부 루프 (426) 에서 지속한다. 단계의 지속기간이 경과하지 않은 경우, 또는 소정의 펄스가 전달되지 않은 경우, 식별된 단계는 완료하지 않는다. 그렇지 않으면, 프로세서 (220) 는 일련의 단계에서 다음 단계를 식별 (444) 하고, 프로세싱은 외부 루프 (424) 에서 지속한다. 파형 생성기를 위한 전원이 충분히 고갈될 때까지, (도시된 바와 같이) 외부 루프는 단계 순서를 반복할 수도 있다.

각각의 리스트된 전극 서브셋에 대해 (402), 프로세서 (220) 는 테스트 전압을 식별된 전극 서브셋을 가로질러 인가 (404) 한다. 일 구현에서, 프로세서 (220) 는 식별된 전극을 포함하는 자극 신호 전달 회로의 임피던스를 결정하기 위해, 비교적 저 테스트 전압 (예를 들어, 약 500 V) 을 인가한다. 임피던스는 전류, 전하, 또는 전압을 계산함으로써, 결정될 수도 있다. 예를 들어, 프로세 서 (220) 는 테스트 전압을 공급하는데 이용되는 커패시터 (예를 들어, C12) 양단 전압에 대응하는 신호의 전압 (예를 들어, VC) 에서의 변화를 관측할 수도 있다. 관측된 전압의 변화 (예를 들어, 피크 또는 평균 절대값) 가 한계치를 초과하면, 식별된 전극은 적절하다고 간주되고, 자극 피크 전압은 450 V 로 설정된다. 그렇지 않고, 리스트 종료가 아니라면, 다른 서브셋이 식별 (408) 되고, 루프는 지속 (402) 한다.

다른 구현에서, 프로세서 (220) 는 적절한 전하 (예를 들어, 약 20 내지 약 50 마이크로쿨롱) 의 전달을 갖는 비교적 저 테스트 전압 (예를 들어, 약 500 V) 을 인가하여, 전극을 향하는 타겟의 이동을 공격한다. 예를 들어, 이동은 후면 전극상의 타겟의 손을 찌르게 되고, 이에 의해 타겟의 조직을 통한 상대적으로 긴 경로를 통한 바람직한 회로를 확립하게 된다. 일 구현에서, 후면 전극은 전극의 서브셋에 근접하고, 또한 서브셋의 부재에 근접하다. 선택적으로, 후면 전극은 세트의 다른 전극으로부터 상대적으로 멀고, 및/또는 서브셋의 부재로부터는 그렇지 않다.

일 구현에서 이용되는 테스트 신호는 여기서 설명되는 자극 신호에 이용되는 범위내의 펄스 진폭 및 펄스 너비를 갖는다. 하나 이상의 펄스는 1 개의 서브셋의 테스트를 구성한다. 다른 구현에서, 사브셋의 테스트 동안에 테스트 신호가 연속적으로 인가되고, 각 서브셋의 테스트 지속기간은 여기서 설명되는 자극 신호에 이용되는 범위내의 펄스 폭에 대응한다.

리스트의 끝에서 받아들일 수 있는 쌍이 발견되지 않는다면, 프로세서 (220) 는 상술한 경로 형성 단계에 대한 전극의 쌍을 식별한다. 프로세서 (220) 는 이온화 전압을 종래 방법으로 전극에 인가 (412) 한다. 이온화가 발생하였다고 가정하면, 연속하는 스트라이크 단계 및 유지 단계는 이온화를 유지하기 위해 자극 피크 신호를 이용할 수도 있다. 따라서, SPV 는 3 KV 로 설정 (414) 된다.

상술한 설명은, 청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 변화되고 수정될 수도 있는 본 발명의 바람직한 실시형태를 논의한다. 설명의 명확성을 위해, 본 발명의 몇몇 특수한 실시형태가 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이하에서 밝히는 청구의 범위에 의해 평가된다.

Claims

전극을 통해 타겟과 결합된 자극 신호로 타겟을 고정화하는 방법으로서,

스트라이크 단계에 따라서 상기 자극 신호를 제공하는 단계;

유지 단계를 따라서 상기 자극 신호를 제공하는 단계; 및

휴지 단계에 따라서 상기 자극 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 타겟 고정화 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스트라이크 단계 동안의 상기 자극 신호는 제 1 반복률을 포함하고; 및

상기 유지 단계 동안의 상기 자극 신호는 상기 제 1 반복률보다 적은 제 2 반복률을 포함하는, 타겟 고정화 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스트라이크 단계 동안의 상기 자극 신호는 제 1 전하를 상기 타겟에 전달하는 제 1 펄스를 포함하고; 및

상기 유지 단계 동안의 상기 자극 신호는 상기 제 1 전하보다 적은 제 2 전하를 상기 타겟에 전달하는 제 2 펄스를 포함하는, 타겟 고정화 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스트라이크 단계 동안의 상기 자극 신호는 이온화 전위보다 낮은 피크 전압을 갖는, 타겟 고정화 방법.
제 1 항에 있어서,

경로 형성 단계에 따라서, 및 경로 형성 단계가 스트라이크 단계보다 먼저 일어나는지 여부에 따라서, 조건부로 상기 자극 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는, 타겟 고정화 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스트라이크 단계에서 상기 자극 신호를 제공하는 단계는,

1 초당 약 5 펄스 내지 약 50 펄스 범위의 펄스 반복률을 갖는 일련의 펄스를 제공하는 단계, 및

약 20 마이크로쿨롱 내지 약 1355 마이크로쿨롱 범위의 전하를 전달하기 위해, 이온화 전위보다 낮은 피크 전압으로 상기 일련의 펄스 중 하나 이상의 펄스를 제공하는 단계를 포함하는, 타겟 고정화 방법.
제 6 항에 있어서,

각 펄스는 약 50 내지 약 150 마이크로쿨롱 범위의 전하를 전달하는, 타겟 고정화 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 일련의 연속적인 펄스의 극성을 반전하는 단계를 더 포함하는, 타겟 고정화 방법.
전하 저장 회로; 및

상기 전하 저장 회로에 저장된 초기 전하에 대응하는 제 1 값을 획득하고, 상기 전하 저장 회로를 방전하고 상기 타겟으로 전하를 전달하기 위해서 상기 전하 저장 회로를 상기 타겟과 결합시키고, 상기 전하 저장 회로에 저장된 전하의 전류량에 대응하는 제 2 값을 획득하고, 소정 전하의 전달이 상기 제 1 값 및 상기 제 2 값에 따라서 지시된 후에 방전을 제한하는 프로세서 회로를 구비하는, 타겟 고정화 회로.
제 9 항에 있어서,

상기 소정 전하는 약 20 내지 약 1355 마이크로쿨롱의 범위에 있는, 타겟 고정화 회로.
제 9 항에 있어서,

상기 소정 전하는 약 50 내지 약 150 마이크로쿨롱의 범위에 있는, 타겟 고정화 회로.
제 9 항에 기재된 타겟 고정화 회로를 구비하는, 발사체.
발사 디바이스 및 제 12 항에 기재된 발사체를 구비하는, 타겟 고정화 시스템.
전하 저장 회로; 및

프로세서 회로를 구비하고,

상기 프로세서 회로는 연속적인 근육 수축을 위해, 일련의 펄스에 의해 타겟을 통해 저장된 전하를 방전하도록 상기 전하 저장 회로를 타겟과 결합시키고,

상기 일련의 펄스 중 각 펄스는 약 500 볼트보다 낮은 피크 전압 크기를 갖고, 상기 프로세서 회로에 의해 모니터링되는 전압이 임계 전압 크기를 거친 후에 각 펄스가 완료되고,

상기 임계 전압 크기는 약 20 내지 약 500 마이크로초의 범위를 갖는 시간 기간에서의 소정 전하의 전달에 따르며,

상기 일련의 펄스의 반복률은 1 초당 약 5 내지 약 50 펄스의 범위를 갖는, 타겟 고정화 회로.
제 9 항에 있어서,

상기 소정 전하는 약 20 내지 약 500 마이크로쿨롱의 범위에 있는, 타겟 고정화 회로.
제 9 항에 있어서,

상기 소정 전하는 약 50 내지 약 150 마이크로쿨롱의 범위에 있는, 타겟 고정화 회로.
제 14 항에 기재된 타겟 고정화 회로를 구비하는, 발사체.
발사 디바이스 및 제 17 항에 기재된 발사체를 구비하는, 타겟 고정화 시스템.