KR20170058433A - Electrode-free plasma lamp optical disruption - Google Patents

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KR20170058433A
KR20170058433A KR1020177010990A KR20177010990A KR20170058433A KR 20170058433 A KR20170058433 A KR 20170058433A KR 1020177010990 A KR1020177010990 A KR 1020177010990A KR 20177010990 A KR20177010990 A KR 20177010990A KR 20170058433 A KR20170058433 A KR 20170058433A
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로렌 피. 호보이
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로렌 피. 호보이
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Abstract

전극프리 플라즈마(EFS; electrode-free plasma) 램프로부터 방출하는 고강도 비간섭성 광 빔(HIILB; high intensity incoherent light beam)으로 타겟들의 시신경을 과도하게 자극함으로써 하나 또는 둘 이상의 타겟들의 활동을 방해하거나 감소시키는 방법 및 디바이스. 상기 방법의 단계들은 디바이스에 하우징된 EFS 램프로부터 HIILB를 제공하는 단계 및 디바이스를 마주하는 경우, 하나 또는 둘 이상의 타겟들에 빔을 조사하는 단계를 포함한다. 디바이스는 HIILB을 전송하는 윈도우 개구를 갖는 헤드부를 구비한 외부 하우징, 헤드부에 장착되고 윈도우에 대향하는 광학계, 윈도우를 향하여 광을 콜리메이팅하도록 광학계의 초점에 장착된 하나 또는 둘 이상의 EFP 램프들, 상기 하나 또는 둘 이상의 램프들을 구동하는 전기 회로를 포함하며, 전기 회로는 에너지 소스 및 동작을 위해 에너지 소스에 대한 플라즈마 램프 유도 결합을 갖는다. A high intensity incoherent light beam (HIILB) emitted from an electrode-free plasma (EFS) lamp over-stimulates the target's optic nerve to interfere with or reduce the activity of one or more targets ≪ / RTI > The steps of the method include providing HIILB from an EFS lamp housed in the device and, when facing the device, irradiating the beam to one or more targets. The device includes an outer housing having a head portion having a window opening for transmitting HIILB, an optical system mounted to the head portion and opposed to the window, one or more EFP lamps mounted at the focus of the optical system for collimating light toward the window, And an electric circuit for driving said one or more lamps, wherein the electric circuit has an energy source and a plasma lamp induced coupling to an energy source for operation.

Description

전극프리 플라즈마 램프 시각 교란{ELECTRODE-FREE PLASMA LAMP OPTICAL DISRUPTION}ELECTRODE-FREE PLASMA LAMP OPTICAL DISPLACEMENT [0002]

관련 특허출원들의 상호-참조Cross-reference of related patent applications

본 특허출원은 2014년 9월 24일자로 출원된 특허출원 번호 제14/495,748호의 일부 계속 출원이다. This patent application is a continuation-in-part of application Serial No. 14 / 495,748, filed September 24,

연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술서Statement of Federal sponsorship research or development

해당 없음Not applicable

공동 연구 협약에 대한 당사자의 이름The name of the party to the joint research agreement

해당 없음Not applicable

콤팩트디스크로 제출된 자료의 참조에 의한 통합Integration by reference of data submitted to compact disc

해당 없음Not applicable

본 발명은 일반적으로 일시적인 인간 및 동물의 시각 교란 및 개인 보호를 위한 비-치명적 에너지 무기인 지향성 에너지 비간섭성 전극프리 플라즈마 광원에 관한 것으로, 특히 상세하게는 인간 및 동물 침입자(들)의 조명 및 경고 방해, 격퇴, 억압 및 시각 교란을 유발하는 근거리 및 장거리 교전에 사용되는 고정식, 이동식 탑재형, 선박 탑재형, 항공기 탑재형, 휴대 가능 및 핸드헬드형 서치라이트, 스포트라이트 및 플래시라이트에 관한 것이다. The present invention relates to a directional energy-incoherent electrode pre-plasma light source that is a non-lethal energy weapon for temporary human and animal visual disturbances and personal protection, and more particularly to illumination and illumination of human and animal intruder (s) Portable, and handheld searchlights, spotlights, and flashlights for use in close and long range engagements that cause interference, repulsion, suppression, and visual disturbance.

최근 비-치명적 이펙터(effector) 무기들 및 개인 보호 디바이스들의 사용은 집행, 교정, 보안 요원 및 군인 및 개인 안전에서 적들에게 대응하는데 점진적으로 더 효과적임을 입증하였다. 대부분의 대립에서 보호 요원의 목표는 상황을 통제하는데 필요한 최소한의 힘을 사용하는 것이다. 부수적인 손상의 방지는 공공 정책의 이유로 점점 더 필수적이다. 힘 반응의 레벨 확대는 관찰로 시작하여 시각적 및 언어적 경고, 집중 방해, 가능한 치명적 힘을 피하는 비-치명적 힘의 사용으로 진행된다. 힘의 반응 레벨이 증가함에 따라 영구적인 상해 또는 사망의 가능성이 증가한다. 따라서 보안 요원은 개인의 안전을 보장하지만 상대방 및 행인이 받을 수 있는 최대한의 피해를 최소화하는 신중한 반응을 원한다. Recent use of non-lethal effector weapons and personal protection devices has proven to be progressively more effective in addressing enemies in enforcement, remediation, security personnel and military and personal safety. In most conflicts, the goal of the guard is to use the minimum amount of force necessary to control the situation. Prevention of incidental damage is increasingly essential for public policy reasons. The magnification of the force response begins with observation and proceeds through visual and verbal warnings, intrusive disturbances, and the use of non-lethal forces to avoid possible fatal forces. As the level of response of the force increases, the likelihood of permanent injury or death increases. Therefore, security personnel ensure personal safety but want a careful response that minimizes the maximum possible damage to the other party and the passenger.

침입자가 집행 요원으로부터 거리가 멀어질수록, 집행 인원은 침입자 및 집행 요원 모두에게 부수적 손상을 최소화하도록 반영하고 신중한 비-치명적 반응을 수행할 시간이 많아진다. 비-치명적 이펙터들은 이상적으로 개별 및 그룹 통제 선택들 모두를 제공해야 한다. As the intruder gets further away from the enforcement agent, the enforcement personnel will take time to reflect on the intruder and the enforcement agent to minimize any minor damage and perform a careful non-fatal reaction. Non-fatal effects should ideally provide both individual and group control choices.

광 지향성 에너지 무기들의 이전 개발은 다음을 포함한다:Previous developments of light-oriented energy weapons include:

레이저 데즐러(Laser Dazzlers) :Laser Dazzlers:

간섭성 광을 이용하는 매우 밝은(ultrabright) 광 레이저 소스들은 보안 요원과 침입자들 사이에 대립의 확장을 통제하도록 요구(claim)한다. 레이저 데즐러는 사람을 죽일 위험이 없는 녹색 레이저를 이용하여 대상을 일시적으로 실명하게 함으로써(blinding) 동작한다. 군용으로 만들어진 대부분의 모델들은 주간 동안 300 내지 500 미터의 거리에서 동작하도록 설계되며, 야간에는 1 킬로미터까지 동작하는 것으로 보고된다. 이와 같은 디바이스들의 예들은 미국 특허 번호 제5,685,636호; 제6,007,218호; 및 제7,040,780호에 설명된다. Ultrabright laser sources that use coherent light claim to control the expansion of confrontation between security personnel and intruders. The laser deszler operates by blinding the object temporarily with a green laser that does not kill people. Most of the military-built models are designed to operate at distances from 300 to 500 meters during the day, and are reported to operate up to a kilometer at night. Examples of such devices are described in U.S. Patent Nos. 5,685,636; 6,007,218; And 7,040,780.

레이저 시각 교란의 회사들은 주간 동안 1,000 내지 1,600 피트에서 동작하고, 야간에는 3,200 피트에서 동작하도록 요구한다. 40 미터에서, 200 밀리와트 레이저의 강렬한 빔은 영구적으로 눈을 손상시킬 수 있다. 군대가 사용하는 비-치명적 레이저에 의한 일부 영구적인 눈 손상은 언론에서 보고되었다. 간섭성 광 레이저들의 주요 단점은 그것들이 매우 좁은 단일 스펙트럼의 광을 발생하여 영구적인 눈 손상을 방지하도록 강도를 관리하는 것이 어렵다는 것이다. 인간의 눈은 레이저와 같은 간섭성 광의 단일 파장 출력에 대한 자연적인 보호에 적응되지 못하며, 인간의 눈은 레이저 빔들에 의한 손상에 매우 민감하다. Companies with laser vision disturbances are required to operate at 1,000 to 1,600 feet during the day and at 3,200 feet at night. At 40 meters, the intense beam of a 200 milliwatt laser can permanently damage the eye. Some permanent eye damage by non-fatal lasers used by the military was reported in the press. The main disadvantage of coherent light lasers is that it is difficult to manage intensity so that they generate a very narrow single spectrum of light to prevent permanent eye damage. The human eye is not adapted to the natural protection of single wavelength output of coherent light such as a laser, and the human eye is very sensitive to damage by laser beams.

반면, 인간은 햇빛의 넓은 스펙트럼에서 비간섭성 광에 안전하게 반응하는데 잘 적응된다. 이는 비간섭성 광을 레이저 빔에 비해 안전한 장점을 제공한다. On the other hand, humans are well adapted to respond safely to incoherent light in a broad spectrum of sunlight. This provides a safety advantage over incoherent light to a laser beam.

레이저 기술의 비용은 다른 비치명적인 핸드헬드 광 기술보다 비교적 높다. 또한, 레이저들은 파장 특정 눈 보호와 같은 대책에 민감하다. 간섭성 단일 레이저 파장은 추상체(cones)와 간상체(rods) 사이에서 밤낮으로 눈의 감도의 변화에 대응하는 모든 파장을 포함하지 않는 추가적인 단점이 있다. 또한, 레이저들은 국제 무기 거래 규정(ITAR; International Traffic in Arms Regulations)의 수출 규제되어 수출이 매우 제한적이다. The cost of laser technology is relatively high compared to other non-destructive handheld optical technologies. In addition, lasers are sensitive to measures such as wavelength-specific eye protection. The coherent single laser wavelength has the additional disadvantage that it does not include all wavelengths corresponding to changes in eye sensitivity between day and night between cones and rods. In addition, lasers are export-restricted and export limited in the International Traffic in Arms Regulations (ITAR).

LED/플래시 램프 및 스트로브(Strobes) :LED / Flash Lamp and Strobes:

2007년 10월에, 랠프 모르(Ralph Mroz)에 의한 "차세대 스트로브 라이트와 경쟁하는 고강도 범죄"라는 기사 제목이 경찰 및 보안 뉴스에 등장하였다 : "최신 기술은 스트로브 라이트입니다 ..." 스트로브가 제공하는 장점은 무엇인가? 요구들의 일부가 여기에 있다 : 1) 방향 감각 상실 및 실명의 원인; 2) 주변 시력 장애의 원인; 3) 정확한 발사 능력을 제한; 및 4) 공포 및/또는 망설임을 유발.... ...또한 그들은 섬광인 매우 밝은 백색광에 의해 실명될 것이다 - 우리는 용의자의 눈에 60루멘 또는 그 이상의 실명 효과를 잘 알고 있다. 스트로브는 실명에 방향상실을 더한다. 이것의 기술적 장점은 명백하다."In October 2007, the title of the article "High-intensity crime competing with the next generation of strobe lights" by Ralph Mroz appeared in the police and security news: "The latest technology is strobe light ..." What are the advantages of doing so? Here are some of the requirements: 1) the cause of sense of loss and blindness; 2) Causes of peripheral visual impairment; 3) Limit the accurate firing ability; And 4) cause fear and / or hesitation .... ... and they will be blinded by a very bright white light that is flashing-we are aware of the blindness of 60 lumens or more in the eyes of a suspect. Strobe adds direction loss to blindness. The technical merit of this is obvious. "

더 최근의 장치는 스트로브 이펙트(strobe effect)와 조합된 풀 스펙트럼 광을 활성화하기 위한 다색 섬광 LED 디바이스인 미국 특허 제7,180,426호이다. 그것은 30 피트 미만의 범위에서 효과적이다. A more recent device is U.S. Patent No. 7,180,426, a multicolor flash LED device for activating full spectrum light combined with a strobe effect. It is effective in a range of less than 30 feet.

다른 발광 다이오드(LED) 및 고강도 방전(HID; high intensity discharge) 디바이스의 예들은 미국 특허 번호 제8,710,742호; 제8,419,213호; 제7,909,484호; 제7,500,763호; 및 제6,190,022호에 설명된다. Examples of other light emitting diodes (LEDs) and high intensity discharge (HID) devices are disclosed in U.S. Patent Nos. 8,710,742; 8,419,213; 7,909,484; 7,500, 763; And 6,190,022.

숏 아크(Short Arc) 시각 교란 :Short arc Visual disturbance:

역사적으로, 일부 아크 램프 서치라이트는 영구적이거나 임시적인 실명을 유발하기에 충분히 밝고, 그것들은 제2차 세계대전 동안 폭격기의 승무원을 눈이 부시게 하는데 사용되었다. CDL(canal defense light)은 약 1943년 제2차 세계대전의 "비밀 병기"였고, 전쟁터에서 사용되었다. 그것은 탱크에 탑재된 강력한 탄소-아크 서치라이트의 사용에 기반했다. 탱크의 열(4)은 19도 각도로 1000 야드까지에서 전쟁터를 조준할 수 있는데, 이는 앞으로 이동하고 적을 방해하기 위해 광 셔터를 열고 닫았다. 광이 적의 위치가 조준되도록 할 경우, 그것은 야간 공격 동안 사용되도록 의도했다. 광의 부수적인 사용은 적군을 눈부시게 하고 방향 감각을 잃도록 하는 것이고, 이는 그들이 다시 정확하게 발포하는 것을 어렵게 만든다. Historically, some arc lamp searchlights were bright enough to cause permanent or temporary blindness, and they were used to dazzle the crew of the bomber during World War II. The CDL (canal defense light) was a "secret weapon" of World War II in about 1943, and was used on the battlefield. It was based on the use of a powerful carbon-arc searchlight mounted on the tank. Tank row (4) can aim the battlefield at up to 1000 yards at a 19-degree angle, which moves forward and opens and closes the optical shutter to intercept the enemy. If the light causes the enemy's position to be aimed, it was intended to be used during night attacks. Ancillary use of light is to make the enemy glitter and lose sense of direction, which makes it difficult for them to fire correctly again.

미국 특허 제7,866,082호는 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체를 무력화하기 위한 방법을 교시하며, 이는 다음의 단계를 포함한다 : 고강도 비간섭성 광 빔의 방출 디바이스를 제공하는 단계, 여기서, 디바이스는 특히, 숏-아크 램프를 포함한다; 비-치명적 숏 아크 램프 발명들의 예들은 미국 특허 번호 제7,497,586호; 제7,866,082호; 제8,567,980호; 및 제8,721,105호에 설명된다. U.S. Patent No. 7,866,082 teaches a method for disabling one or more target entities, comprising the steps of: providing a device for emitting a high intensity incoherent light beam, wherein the device is in particular a short - includes arc lamps; Examples of non-fatal short arc lamp inventions are disclosed in U.S. Patent Nos. 7,497,586; 7,866,082; 8,567,980; And 8,721,105.

숏 아크 램프 출력의 장점은 그것이 LED 또는 HID 광원들보다 훨씬 긴 거리에서 동작하도록 포커싱될 수 있다는 것이다. 미국 특허 제7,497,586호 및 제7,866,082호의 사안인 방법 및 장치의 결점은 고전력 소비(15루멘/와트(lm/W), 광으로의 5% 에너지 변환, 전극들 및 캐소드들에 기인한 그림자와 같은 투사된 광 빔에서의 아티팩트(artifacts)를 포함하며, 포커스 효율은 업체의 제조 공차 및 반복적인 초점 길이 조정을 필요로 하는 동작 동안의 열 팽창에 매우 민감하다. The advantage of short arc lamp output is that it can be focused to operate at much longer distances than LED or HID light sources. The disadvantages of the methods and apparatus that are the subject of U.S. Patent Nos. 7,497,586 and 7,866,082 are the high power consumption (15 lumens / watt (lm / W), 5% energy conversion into light, projections such as shadows due to electrodes and cathodes And the focus efficiency is very sensitive to thermal expansion during operation, which requires manufacturer ' s manufacturing tolerances and repeated focal length adjustments. ≪ RTI ID = 0.0 >

쇼트 아크 램프들 및 전극을 구비한 다른 램프들은 광 스트림에서 전극, 캐소드 단자, 및 와이어들뿐만 아니라, 전극들 및 광범위한 제조 공차들에 기인한 플라즈마 볼 형상의 왜곡에 기인한 광 빔에서의 그림자, 즉, 아티팩트에 기인한 빔의 중앙에서의 "블록-홀(black-hole)" 현상을 처리해야 한다. 또한, 전선들 및 램프가 리플렉터 표면을 관통할 필요가 있기 때문에 리플렉터들의 후부 홀에 기인하여 숏 아크 램프들이 갖는 광 손실이 있을 수 있다. Other lamps, including short arc lamps and electrodes, can be used in the optical stream as well as electrodes, cathode terminals, and wires, as well as shadows in the light beam due to distortions in the shape of the plasma ball due to electrodes and a wide range of manufacturing tolerances, I. E., The "black-hole" phenomenon at the center of the beam due to artifacts. Also, since wires and lamps need to penetrate the surface of the reflector, there may be a loss of light of the short arc lamps due to the back holes of the reflectors.

숏-아크 램프들의 높은 에너지 소비 때문에, 배터리 크기 및 무게는 휴대용 애플리케이션들에 설계 결점이다. Because of the high energy consumption of short-arc lamps, battery size and weight are design flaws in portable applications.

숏 아크 램프들의 유용한 램프 수명은 400-1000 시간에 제한된다. 또한, 숏 아크 램프의 전극 부식에 기인하여, 스펙트럼 출력은 램프 엔빌로프(envelope)가 검어짐에 따라 변화될 것이 예상될 수 있다. 유일한 해결책은 숏 아크 램프를 자주 교체하는 것이다. 또한, 숏 아크 램프들은 일반적으로 크고, 핸드헬드 또는 이동식 디바이스들용으로 대략 100㎝ × 20㎝이며, 이는 그것을 우회 설계하는데 어렵고 힘들게 한다. The useful lamp life of short arc lamps is limited to 400-1000 hours. Also, due to electrode erosion of the short arc lamp, the spectral output can be expected to change as the lamp envelope darkens. The only solution is to replace the short arc lamp frequently. In addition, short arc lamps are generally large, approximately 100 cm by 20 cm for handheld or mobile devices, which makes it difficult and difficult to design by-pass.

섬광탄(Flash Bang) 디바이스들/프레젝타일 썬 디바이스(Projectile Sun Devices) : Flash Bang Devices / Projectile Sun Devices:

섬광 수류탄(flash grenade) 또는 섬광탄으로 또한 알려진 섬광 수류탄(stun grenade)은 일시적으로 적의 감각을 방향 상실하기 위해 사용되는 비-치명적 폭발 장치이다. 그것은 영구적인 부상을 유발하지 않으면서 눈이 부시게 번쩍이는 광 및 170 데시벨(dB)보다 큰 "탕(bang)"하는 매우 큰 소리를 발생하도록 설계된다. 그것은 1960년대에 처음 개발되었다. 일시 발생하는 섬광은 눈의 모든 광수용체 세포들을 활성화시키고, 이는 약 5초 동안 타겟에서 시력을 빼앗는다. A stun grenade, also known as a flash grenade or a flare gun, is a non-lethal explosive device that is used temporarily to defeat the enemy's senses. It is designed to produce very loud sounds that are "flashing" light and "banging" more than 170 decibels (dB) without causing permanent injury. It was first developed in the 1960s. Occasional flashes activate all the photoreceptor cells in the eye, which deprives the target of sight for about 5 seconds.

이와 같은 디바이스들의 예들은 미국 특허 번호 제8,161,883호; 제8,113,689호; 제7,191,708호; 및 제6,767,108호에 설명된다. Examples of such devices are described in U.S. Patent Nos. 8,161,883; 8,113,689; 7,191,708; And 6,767,108.

이들 유형의 디바이스들은 억제된(contained) 공간에서 사용된다. 부수적인 피해는 매우 위험하다. 이런 장치들의 큰 폭발은 일시적이거나 영구적인 청력의 손상 및 균형의 손상을 유발할 수 있다. 섬광 수류탄이 비-치명적으로 설계되지만, 몇몇 부상이 보고되었다. 이런 디바이스들의 단점은 그것들이 사용자뿐만 아니라 행인들을 실명하게 할 수 있고, 제조 방법이 화재 또는 폭발의 위험을 야기할 수 있다는 것이다. 일부 사망 및 화재는 그것들의 사용의 결과였다. 특히, 충격에 폭발하며 큰 소리, 밝은 백색광을 발생하는 인산(phosphorus) 수류탄은 그것들이 극심한 화상을 가할 수 있는 고레벨의 열을 생성할 수 있다는 결점을 갖는다. These types of devices are used in the contained space. Ancillary damage is very dangerous. A large explosion of these devices can cause temporary or permanent hearing damage and impaired balance. Although the flash grenade is designed to be non-fatal, some injuries have been reported. A disadvantage of these devices is that they can blind not only the user but also the passengers, and the manufacturing method can cause a fire or explosion hazard. Some deaths and fires were the result of their use. Particularly, phosphorus grenades that explode on impact and generate loud, bright white light have the drawback that they can generate a high level of heat that can cause severe burns.

전기근육 교란(Electro-Muscular Disruption) :Electro-Muscular Disruption:

언론에 보고된 바와 같이, 부상에서 사명에 이르는 전기 충격 및 고무 총알들이 갖춰진 총들과 관련된 위험들이 보고되어 있다. 비-치명적 광의 사용은 강한 전기적 충격 디바이스들에 기인한 사망의 잠재적 위험을 방지한다. "1987년 채택된 고문 및 기타 잔혹한, 비인간적이거나 굴욕적인 대우 또는 처벌( "고문 방지 협약") 방지 국제 협정"을 위반하여 규정 준수를 얻기 위해 고통을 가하는 것으로 이런 유형의 기술을 간주하는 비평가들이 있다. As reported in the press, risks associated with guns equipped with electric shocks and rubber bullets from injury to mission are reported. The use of non-fatal light prevents the potential risk of death due to strong electrical shock devices. "There are critics who consider this type of technique to suffer from compliance with the 1987 Convention against Torture and other cruel, inhuman or degrading treatment or punishment (" Convention against Torture ")" .

이런 이슈는 특정 비-치명적 무기들에 대한 우려가 남는다. "미국 정부는 특정한 경우에 특정 유형의 남용 및 학대의 계속되는 협의, 및 형사 사법 제도의 맥락에서 우려되는 영역의 존재, 협약의 목표 및 목적의 충분한 달성에 장애를 인정한다. 이는 다음과 같은 협의 및 사례(경우에 따라서는 패턴 또는 관행)를 포함한다 : - 경찰의 남용, 잔인성 및 불필요하거나 과도한 무력 사용, 화학적 (페퍼(pepper)) 스프레이, 테이저 총(taser) 또는 "전기 충격기", 스턴 벨트(stun belts), 경찰견들, 수갑 및 족쇄;.... 고문 방지 위원회에 의해 발행된 "고문 및 기타 잔혹한, 비인간적이거나 굴욕적인 대우 및 처벌에 관한 협약", ...협약의 19조에 의거 당국이 제출한 보고서의 고려 사항"(21 페이지, 70항 참조).These issues remain a concern for certain non-fatal weapons. "The Government of the United States acknowledges that in certain cases there is a continuing consultation of certain types of abuse and abuse and the existence of areas of concern in the context of the criminal justice system and the full achievement of the objectives and objectives of the Convention, Examples include (in some cases, patterns or practices): - police abuse, cruelty and unnecessary or excessive use of force, chemical (pepper) spray, taser or "stun gun" ... "Convention on torture and other cruel, inhuman or degrading treatment or punishment" issued by the Torture Prevention Commission ..., under Article 19 of the Convention, the authorities Considerations for this submitted report "(p. 21, p. 70).

따라서, 영구적인 부상의 위험이 상당히 감소하고, 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들의 활동을 방해하거나 감소하는 유효성이 증가하는 디바이스에 대한 요구가 있다. 특히, 비-치명적 비간섭성 광을 방출하는 디바이스 및 그것을 이용하는 방법은(여기서, 램프는 제조사의 정격 램프 수명이 500-2,000 시간인 숏 아크 램프들에 비하여 제조사의 정격 램프 수명이 10,000-50,000 시간이다) 전극의 존재를 제거할 뿐만 아니라 램프 엔빌로프를 검게 만드는 숏 아크 램프들과 함께 발생할 수 있는 부식을 제거함으로써 더 변함없는 스펙트럼 출력을 방출하며, 증가된 기대 수명이 숏 아크 램프들만큼 빈번하게 램프를 교체할 필요를 제거하기 때문에 제조 및 관리유지의 비용을 감소하며, 소형 및 더 튼튼한 디바이스의 구조를 가능하게 하는 크기인 100 ㎝ × 20 ㎝인 숏 아크 램프들에 비하여 더 작고, 대략 3 ㎜ × 10 ㎜이며, 165개의 국제 국가들에 의해 1987에 채택된 국제 연합 협정의 의도에 따라 타겟을 손상시키지 않는 광 에너지를 발생한다. Accordingly, there is a need for a device in which the risk of permanent injury is significantly reduced, and the effectiveness of preventing or reducing the activity of one or more target objects is increased. In particular, devices that emit non-fatal incoherent light and methods of using the same, wherein the lamps have a rated lamp life of 10,000-50,000 hours, as compared to short arc lamps with a manufacturer rated lamp life of 500-2,000 hours, ) Eliminating the presence of electrodes as well as eliminating the corrosion that may occur with short arc lamps that darken the lamp envelope, thereby emitting a more consistent spectral output and providing increased life expectancy as often as short arc lamps Smaller than the 100 cm x 20 cm short arc lamps, which are sized to allow for the construction of small and durable devices, reducing the cost of manufacturing and maintenance because it eliminates the need to replace the lamp, × 10 ㎜, and the light energy that does not impair the target in accordance with the intent of the United Nations Convention adopted by 198 international nations in 1987 The lives.

본 발명은 비-치명적, 치명적인 것보다 덜 한, 또는 덜 치명적 핸드-헬드, 이동식 또는 고정식 광 빔이며, 이는 전극-프리 플라즈마(EFP; electrode-free plasma) 광원으로부터의 비간섭성 가시적 백색광을 사용하여 비추고, 경고하며, 일시적으로 방향감각을 상실시키거나, 시각적으로 손상시키거나, 기절시키거나, 시각적으로 방향감각을 상실시키거나, 근육 교란의 인지 능력을 감소시키거나, 또는, 그렇지 않으면 영구적인 손상을 유발하지 않으면서, 하나 또는 둘 이상의 사람들, 폭행범들, 범죄자들, 불법 침입자들, 또는 상대방의 행동을 통제하고 제한한다. The present invention is a non-coherent, fatal, less deadly, hand-held, mobile or stationary light beam that uses non-coherent visible white light from an electrode-free plasma (EFP) And can be used to temporarily observe, perceive, visually impair, stun, visually disorient, reduce cognitive abilities of muscle disturbances, or otherwise perpetuate It controls and restricts the behavior of one or more persons, assailants, criminals, trespassers, or opponents, without causing harm.

본 발명의 목적은 강렬한 광에 기반하여 비-치명적, 눈에 손상이 없는 보안 디바이스들을 제공하는 것이고, 더 상세하게는, 집중된 밝기에 의한 조명을 통한 시각 장애 및 방향감각 상실을 유발하며, 가시 광 빔이 더 긴 동작 거리를 달성하도록 무전극 광원(램프)로부터의 비간섭성 광을 이용하며, 주야 동작 동안 더 적은 에너지 소비 및 더 작은 광학적 왜곡을 갖는 비-치명적, 비-손상 보안 디바이스들을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide non-fatal, eye-safe security devices based on intense light, and more particularly, to provide a security device that causes visual impairment and direction loss through illumination by concentrated brightness, Non-coherent light from an electrodeless light source (lamp) to achieve a longer working distance of the beam, and non-fatal, non-compromised secure devices with less energy consumption and smaller optical distortion during day and night operation .

본 발명은 디바이스를 이용하여 관측하고 진압하며 실신시키고, 장애를 입히며, 시각 교란시키며, 인간들 및 동물들을 통제하기 위한 비-치명적 광 지향성 에너지 무기 및 비-치명적 이펙터 방법이며, 이는 비간섭성 가시광을 생성하고, 일정하거나 변조된 EFP 출력 소스, 또는 빔에 의해 비추어질 때 선택된 교전 거리에서 영구적인 신체적 손상을 유발하지 않으면서, 일정 기간동안 사람 또는 동물 (타겟)의 일시적인 시각 교란을 유발하기에 충분한 강도 및 초점의 유도 플라즈마 램프로 구성된다. The present invention is a non-lethal light directing energy weapon and non-lethal effector method for observing, suppressing, firing, obstructing, visual disturbing, and controlling humans and animals using a device, Sufficient to cause temporary visual disturbance of a person or animal (target) for a period of time, without causing permanent permanent bodily injury at a selected or modulated EFP output source, or a selected engage distance when illuminated by the beam, Intensity and focus induction plasma lamp.

상기 방법은 전자기파에 의해 여기되며, 가스 방전 램프의 일종인 전극 프리 플라즈마(EFP) 램프들을 활용하며, 이 EFP 램프는 전파들을 도파관 내로 또는 직접 집중시키고, 웨이브 필드(wave field) 내에 위치된 충전된 전구에서 광-방출 플라즈마에 에너지를 공급한다. 전자기파들은 무선 주파수(RF)뿐만 아니라 플라즈마 광원에 전력을 공급하기 위해 마그네트론에 의해 발생하는 HF 에너지(마이크로파들)를 포함하거나, 또는 그것들은 레이저 빔에 의해 에너지가 공급된 필드 내에 위치된 충전된 전구에서 에너지가 공급된 광-방출 플라즈마일 수 있다. The method utilizes Electrode Pre-Plasma (EFP) lamps, which are excited by electromagnetic waves and are a type of gas discharge lamp, which concentrates the radio waves into or directly into the waveguide, The light bulb supplies energy to the light-emitting plasma. Electromagnetic waves include HF energy (microwaves) generated by a magnetron to power a plasma light source as well as radio frequency (RF), or they can be charged by a charged light bulb Emitting plasma that is energized in the plasma.

다른 비간섭성 광원들에 비하여 무전극 광원의 가장 중요한 장점은 광을 타겟에 조사할(directing) 때 광학적 구성에 주어지는 추가 유연성에 관한 것이다. 설계자는 투사된 빔 경로에서 전극들 및 캐소드 배선들에 기인한 드리워진 그림자(블랙 홀) 주변에 더 이상 작업할 필요가 없다. 이런 EFP 출력의 광선은 1 내지 3 ㎜ 만큼 작은 거의 완전한 핀포인트(pinpoint) 광원이고, 이는 원하지 않는 아티팩트들 주변에 설계할 필요 없이 애플리케이션들의 필요에 따라 그것이 포커싱되고 콜리메이팅되게 한다. 조명용 EFP 램프들 및 시각 교란을 이용하는 경우 와트 출력당 루멘에서 4배 내지 10배 개선이 있고, 이는 더 작은 배터리 팩들 및 더 경량 무게의 휴대용 장치들을 허용한다. The most important advantage of an electrodeless light source over other incoherent light sources is the additional flexibility afforded to the optical configuration when directing light to the target. The designer is no longer required to work around the dripping shadows (black holes) due to electrodes and cathode wires in the projected beam path. The light rays of such an EFP output are nearly complete pinpoint light sources, as small as 1 to 3 mm, which allows it to be focused and collimated according to the needs of the applications without having to design around undesirable artifacts. There is a 4- to 10-fold improvement in lumens per watt output when using EFP lamps for lighting and visual disturbance, which allows for smaller battery packs and lighter weight portable devices.

상기 방법은 일반적으로 렌즈들 뒤 또는 밀러들, 렌즈 또는 조합들 및 구성들의 광학계와 결합될 수 있는 리플렉터 내에 탑재된 EFP 램프를 이용하며, 여기서, 발생한 작은 플라즈마 볼이 렌즈 또는 리플렉터의 초점에 최적으로 위치되며, 램프로부터의 광을 윈도우 개구를 통하여 콜리메이팅하고, 원하는 방전 각도로 근접하거나 먼 거리에서 타겟(들)로 광 빔을 조사하도록 위치된다. 광원 또는 광학적 어레이 또는 이의 컴포넌트들을 위한 조정가능하거나 또는 고정된 설치 베이스는 최적 광 초점이 타겟에 전달되는 광 빔 강도에 도달할 때까지 렌즈, 리플렉터 및 광학계(optics)의 위치가 조정되게 할 수 있다. 상기 방법은 더 큰 거리들에서 또는 더 넓은 교전의 지역에서 침입자들을 조준하기 위해 어레이에서 하나 또는 둘 이상의 EFP 디바이스들을 이용할 수 있다.The method generally utilizes an EFP lamp mounted in a reflector that can be combined with the optics of lenses, mirrors, lenses, or combinations and configurations, wherein the small plasma balls generated are optimized for the focus of the lens or reflector And is positioned to collimate the light from the lamp through the window opening and irradiate the light beam to the target (s) at a distance or near the desired discharge angle. An adjustable or fixed mounting base for a light source or optical array or components thereof is configured such that the optimum optical focus is maintained until the light beam intensity delivered to the target is reached, So that the position of the optics can be adjusted. The method may utilize one or more EFP devices in the array to aim intruders at larger distances or in areas of wider engagement.

본 발명의 장치들은 법-집행, 군사, 사설 경비, 최초-응답자들(first-responders), 해안 및 개인 안전을 위한 용도를 발견할 것이다. 그것들은 핸드헬드 디바이스들, 차량 및 보트 탑재식, 고정식, 선상, 및 다른 용도들로 설계될 수 있다. 상기 방법의 예시적인 장치의 구성의 예들은 도 8 내지 도 11에 도시된다. The devices of the present invention will find uses for law enforcement, military, private security, first-responders, coastal and personal safety. They can be designed for handheld devices, vehicles and boat-mounted, stationary, shipboard, and other applications. Examples of the configuration of an exemplary apparatus of the above method are shown in Figs. 8 to 11. Fig.

본 요약을 위해, 본 발명의 특정 양상들, 장점들, 및 신규한 특징들은 본 명세서에서 설명된다. 이런 장점들 모두가 본 발명의 임의의 특정 실시예에 따라 반드시 달성될 수 있는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 예를 들면, 당업자는 본 발명이 본 명세서에서 교시되거나 제시될 수 있는 바와 같은 다른 장점들을 반드시 달성하지 않고, 본 명세서에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다는 것을 인지할 것이다. For purposes of this summary, certain aspects, advantages, and novel features of the invention are described herein. It will be appreciated that not all of these advantages may necessarily be achieved in accordance with any particular embodiment of the present invention. Thus, for example, those skilled in the art will readily appreciate that the present invention may be implemented in a manner that does not necessarily achieve other advantages, such as may be taught or suggested herein, but rather achieves one advantage or group of advantages as taught herein Or may be performed.

본 발명은 첨부 도면과 함께 다음의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의해 더 잘 이해될 것이며, 도면에서, 유사 참조 번호는 유사 부분들을 나타낸다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood by the following detailed description of a preferred embodiment of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals designate like parts.

도 1 : 광에 대한 사람 눈의 간상체(rods) 및 추상체(cones)의 망막 반응.
도 2 : 아르곤 및 금속 할로겐화물로 충전된 EFP 램프의 스펙트럼 출력.
도 3 : 공진기에 탑재된 EFP 램프의 도식적 도면.
도 4 : EFP 램프 엔빌로프.
도 5 : EFP 램프 시동 순서 단계들 1-3.
도 6 : 전형적인 EFP 램프 장치의 엘리먼트들의 다이어그램.
도 7 : 콜리메이션 리플렉터를 구비한 인라인 EFP 램프 장치.
도 8 : 콜리메이션 리플렉터 및 내부 광학계를 구비한 인라인 EFP 램프 장치.
도 9 : 틸트 팬 상에 탑재된 콜리메이션 리플렉터 및 내부 광학계를 구비한 EFP 램프 장치.
도 10 : 콜리메이션 리플렉터 및 내부 광학계를 구비한 직각 EFP 램프 장치.
도 11 : 틸트 팬 상에 탑재된 8개의 EFP 램프 장치들의 어레이.
도 12 : 내부적으로 탑재된 굴절면을 구비한 파라볼라 리플렉터 표면.
도 13 : 콜리메이트 렌즈가 4개 유형의 표면을 갖는 외부 렌즈 상에 리프렉터(refractor).
도 14 : 콜리메이트 렌즈가 4개의 표면 유형을 갖는 내측의 리프렉터.
도 15 : 프레넬 렌즈(Ffresnel lens).
도 16 : (A) 교란 패턴-무전극 플라즈마 램프의 루미넌스 플럭스(Luminance flux) 및 (B) 교란 패턴-숏 아크 램프의 루미넌스 플럭스.
도 17 : (A) 크세논 숏 아크 램프 스펙트럼 및 (B) EFP 램프 스펙트럼.
Figure 1: Retinal responses of rods and cones of the human eye to light.
Figure 2: Spectral output of an EFP lamp filled with argon and a metal halide.
Figure 3: Schematic drawing of an EFP lamp mounted on a resonator.
Figure 4: EFP lamp envelope.
5: EFP lamp startup sequence steps 1-3.
Figure 6: Diagram of elements of a typical EFP lamp device.
Figure 7: In-line EFP lamp device with collimation reflector.
Figure 8: In-line EFP lamp device with collimation reflector and internal optical system.
Figure 9: EFP lamp device with collimation reflector and internal optical system mounted on tilt pan.
10: A right angle EFP lamp device with a collimation reflector and an internal optical system.
11: An array of eight EFP lamp devices mounted on a tilt fan.
Figure 12: Parabolic reflector surface with internally mounted refracting surface.
13: A collimator lens is a refractor on an external lens having four types of surfaces.
Figure 14: Inner reflector in which the collimate lens has four surface types.
15: Fresnel lens.
16: (A) disturbance pattern - Luminance flux of the electrodeless plasma lamp and (B) disturbance pattern - Luminance flux of the short arc lamp.
17: (A) Xenon short arc lamp spectrum and (B) EFP lamp spectrum.

정의 : 달리 정의되지 않으면, 본 명세서 사용된 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 참조된 모든 특허들, 특허 출원들 및 공개들은 그 전체가 참조로서 통합된다. 본 명세서에서 용어에 대한 복수개의 정의가 있는 경우, 본 섹션에 있는 것이 우선한다. Definitions Unless otherwise defined, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. All patents, patent applications, and publications referenced throughout this specification are incorporated by reference in their entirety. Where there are multiple definitions for a term in this specification, the one in this section takes precedence.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "전극-프리 플라즈마(electrode-free plasma)"(EFP)는 또한 "무전극 플라즈마", "무전극 램프", "유도 광" 및 "무전극 플라즈마 광" 출력 소스, "가스 방전 램프", "유도성 플라즈마 램프들" 및, 유도성 플라즈마 광을 지칭하며 이들을 포함하고, 유도성 플라즈마 광은 광 방출 플라즈마, 고효율 플라즈마, 레이저-구동 플라즈마 광 및 전극-프리 고강도 방전(HID; high-intensity discharge) 램프들을 포함하며, 여기서, 램프 엔빌로프의 내측에는 전극이 없다. The term " electrode-free plasma "(EFP), as used herein, is also referred to as an " electrodeless plasma," , "Gas discharge lamp "," inductive plasma lamps ", and inductive plasma light, wherein the inductive plasma light comprises a light emitting plasma, a high efficiency plasma, a laser- High-intensity discharge (HID) lamps, wherein there is no electrode inside the lamp envelope.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "전파(radio wave)" 및 "무선 주파수(radio frequency)"(RF)는 300㎒에서 3,000㎓까지의 주파수를 갖는 전자기파를 지칭하고, 300㎒에서 300㎓ 사이의 마이크로파를 포함한다. The terms "radio wave" and "radio frequency" (RF) as used herein refer to electromagnetic waves having frequencies in the range of 300 MHz to 3,000 GHz, Includes microwaves.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어들 "전자기파"는 감마-레이, x-레이, 자외선(UV), 가시광, 적외선(IR), 마이크로파 및 전파를 포함하는 전자기파들을 지칭한다. The term "electromagnetic wave" as used herein refers to electromagnetic waves including gamma-rays, x-rays, ultraviolet (UV), visible, infrared (IR), microwaves and propagation.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "시각 교란기(optical disruptor) 또는 시각 교란(optical disruption)"은 시각 장애, 신경의 교란, 근육의 교란, 운동 기능 교란, 방향감각 상실, 현기증, 메스꺼움, 일시적 실명, 야맹증, 설맹(snow blindness), 섬광 실명, 눈부심, 시각의 유효성 감소, 인지능력의 감소, 균형의 상실, 정신물리학적 효과, 망설임, 시력 상실, 주변시력 감소, 및 억압, 장애, 실신, 및 눈부심으로 또한 설명될 수 있는 섬세하고 총체적인 운동 기능의 교란을 유발함으로써 타겟의 활동을 제한하는 능력을 지칭한다.  The term "optical disruptor or optical disruption ", as used herein, refers to visual disturbances, nervous disturbances, muscle disturbances, motor disturbances, disorientation, dizziness, nausea, , Blindness, blindness, blurred vision, glare, diminished visual efficacy, diminished cognitive abilities, loss of balance, psychophysical effects, hesitation, loss of sight, decreased peripheral visual acuity, and oppression, Refers to the ability to limit the activity of a target by inducing disturbance of the delicate and overall motor function that can also be explained by glare.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "비-치명적(non-lethal)"은 일반적으로 정의되고 당업자, 군대의 기술자에 의해 사용되는 바와 같은 용어의 의미에 적용될 것이고, 법 집행, 미국 법무부 및 보안 요원에 의해 사용되는 바와 같은 용어들 "덜-치명적(less-lethal)" 및 "치명적인 것보다 덜 한(less-than-lethal)"을 포함한다.  The term "non-lethal " as used herein is intended to be applied to the meaning of the terms as commonly defined and used by those skilled in the art, to military personnel, and to law enforcement, the US Department of Justice and security personnel Less-lethal "and" less-than-lethal "as used herein.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "비간섭성 광(incoherent light)"은 레이저 또는 LED와 같은 간섭성 또는 단일 파장 광원으로부터 발생되지 않는 광을 지칭한다. 태양 및 플라즈마 램프로부터의 통상적인 광은 많은 상이한 파장의 광파(light wave)로 주로 구성되며, 일반적으로 레이저로 발견되는 바와 같이 전파들이 서로 위상이 일치하는 "간섭성 광"과 대조적으로 무작위로 위상 조정되는 경향이 있는 비간섭성 광으로 여겨진다. The term "incoherent light " as used herein refers to light that is not emitted from a coherent or single wavelength light source, such as a laser or LED. Conventional light from solar and plasma lamps is composed mainly of light waves of many different wavelengths and has a random phase in contrast to "coherent light" where the waves are in phase with one another, It is considered as incoherent light that tends to be adjusted.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "거리계(range finder)"는 본 발명의 장치의 플라즈마 소스로부터 타겟까지의 거리를 추정하거나, 근사화하거나, 또는 결정하는 임의의 수단이다. 이런 측정 디바이스들의 예들은 전자 거리계(distance meter), 및 IR 거리계, 레이저 거리계(LRF; laser range finder), 전파(RF) 거리계, 레이더 및 음파 측정 장치들을 포함한다. The term "range finder " as used herein is any means of estimating, approximating, or determining the distance from the plasma source of the apparatus of the present invention to the target. Examples of such measurement devices include an electronic distance meter and an IR distance meter, a laser range finder (LRF), a radio range finder, a radar and an acoustic wave measuring device.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "광 레벨을 결정하는 수단"은 배경 광 레벨을 추정하거나 근사화하거나 또는 결정하는 임의의 수단, 또는 타겟에서 광 레벨들을 결정하는 수단을 지칭한다. 이런 디바이스의 일례는 지향성 광량계(light meter)이다. The term " means for determining light level " as used herein refers to any means for estimating, approximating, or determining a background light level, or means for determining light levels at a target. An example of such a device is a directional light meter.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "트리거하는 수단(means for triggering)"은 본 발명의 디바이스로부터 광의 빔을 방출하도록 이용될 수 있는 임의의 방법을 지칭한다. The term " means for triggering " as used herein refers to any method that can be used to emit a beam of light from a device of the present invention.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "눈부심(glare)"은 개인의 시야에서 밝은 광원에 기인하여 감소된 시계(visibility) 상태의 효과를 지칭한다. 이것은 광원이 꺼지거나 대상으로부터 벗어나게 조준한 직후 사라지는 임시적인 효과이다. 상기 광원은 스펙트럼 중 인간이 볼 수 있는 부분의 광을 방출할 것이고, 감소된-시계 눈부심 효과를 유지하도록 연속적이거나 번쩍이고 있어야 한다. 눈부심에 기인한 시력 장애의 정도는 주변 조명 상태에 비례한 광원의 휘도에 의존한다. 단점은 침입자가 여전히 피해를 가할 수 있고 여전히 볼 수 있다는 것이다. The term "glare " as used herein refers to the effect of a reduced visibility state due to a bright light source in an individual's field of view. This is a temporary effect that disappears immediately after the light source is turned off or aimed away from the object. The light source will emit light in the human-viewable portion of the spectrum and must be continuous or flashing to maintain a reduced-clock glare effect. The degree of visual impairment due to glare depends on the brightness of the light source relative to the ambient lighting conditions. The disadvantage is that the intruder can still do damage and still see it.

본 명세서에서 지칭된 바와 같은 용어 "섬광 실명(flashblinding 및 flashblindness)"은 밝은 광원이 스위치 오프된 후 지속하여 시계를 감소하도록 일시적인 손상 또는 감소이다. 그것은 사람의 시야에서 스팟(spot) 또는 잔상으로 나타나며, 이는 일부 또는 임의의 방향에서 보는 능력을 방해한다. 이런 장애의 성질은 사람이 물체들, 특히 작은, 저-명암 물체들 또는 원거리의 물체들을 알아보는 것을 곤란하게 한다. 시력 장애의 지속은 그 범위가 수초에서 수분에 이를 수 있다. 시력 장애는 초기 광 노출의 휘도 및 사람의 시각적 욕구에 의존한다. 섬광 효과와 눈부심 효과의 주요 차이는 섬광 실명에 기인한 시력 장애는 광원이 꺼진 후 짧은 시간동안 잔존하는 반면, 눈부심 효과에 기인한 시력 장애는 그렇지 않다는 것이다. The term " flashblinding " and " flashblindness ", as referred to herein, is a temporary impairment or reduction so that the bright light source is sustained after being switched off to reduce the clock. It appears in a person's field of view as a spot or afterimage, which interferes with the ability to see in some or any direction. The nature of these obstacles makes it difficult for a person to recognize objects, especially small, low-contrast objects or objects at a distance. The duration of vision impairment can range from a few seconds to a few minutes. Visual impairment depends on the brightness of the initial light exposure and on the human visual needs. The main difference between flashing and glare effects is that the visual impairment due to flash blindness remains for a short time after the light source is turned off, whereas the visual impairment due to the glare effect is not.

본 명세서에서 지칭된 바와 같은 용어 "타겟(target)" 및 "침입자(aggressor)" 및 "적(adversaries)"은 본 발명의 디바이스들 및 방법들로부터의 광 빔이 적용되도록 의도되는 개체 또는 개체들의 그룹 또는 동물이다. The terms "target "," aggressor ", and "adversaries" as referred to herein are intended to encompass a wide variety of objects and / Group or animal.

본 발명은 디바이스를 이용하여 인간들 및 동물들을 억압하고, 실신시키며, 시각 교란 및 통제하는 방법이며, 이는 비간섭성 가시광을 갖고, 일정하거나 변조된 EFP 광 출력 소스, 및 빔에 의해 비추어질 때, 선택된 교전 거리에서 영구적인 신체적 손상을 유발하지 않으면서 인간 또는 동물 (타겟)의 일시적인 시각 교란을 일정 기간동안 유발하기 위해 충분한 강도 및 초점의 유도 플라즈마 광으로 구성된다. The present invention is a method of suppressing, falsifying, visual disturbing, and controlling humans and animals using a device, which comprises a constant or modulated EFP optical output source having non-coherent visible light, And induction plasma light of sufficient intensity and focus to induce temporary visual disturbance of the human or animal (target) for a certain period of time without causing permanent bodily injury at the selected engagement distance.

본 발명의 장치들은 법-집행, 군사, 사설 경비, 최초-응답자들에서의 애플리케이션들, 및 해안 및 개인 안전 애플리케이션들을 발견할 것이다. 본 발명의 장치들의 실시예들은 핸드헬드 디바이스들, 차량 및 보트 탑재식, 설치식 또는 고정식 시야계(perimeter), 쉽-보드(ship-board)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 비-치명적 애플리케이션들은 집단 통제 및 반해적(anti-piracy) 및 테러 대책을 포함할 것이다. The inventive devices will find law enforcement, military, private security, first-responder applications, and coastal and personal safety applications. Embodiments of the devices of the present invention include, but are not limited to, handheld devices, vehicles and boat mounted, installed or fixed perimeter, and ship-board. Non-lethal applications will include group control and anti-piracy and counter-terrorism measures.

상기 방법은 EFP 램프들, 가스 방전 램프를 이용하며, 이는 인간들 및 동물들을 통제하기 위해 플라즈마 광원을 여기하도록(도 5) 필드에 위치된 전구에서 광-방출 플라즈마에 에너지를 공급하는 전자기파에 의해 에너지가 공급될 수 있다. The method uses EFP lamps, gas discharge lamps, which are energized by an electromagnetic wave that energizes the light-emitting plasma in a bulb positioned in the field to excite the plasma light source to control humans and animals (Figure 5) Can be supplied.

상기 방법은 리플렉터들, 미러들, 렌즈 또는 그의 조합들 및 구성들의 광학계와 결합되는 리플렉터 내에 탑재된 EFP 램프를 이용할 수 있고, 그래서, 발생된 작은 플라즈마 볼이 광학계의 초점에 최적으로 위치되며, 램프로부터의 광을 윈도우 개구를 통하여 콜리메이팅하고, 주간 또는 야간 동작 동안 근접하거나 먼 거리에서 타겟(들)로 광 빔을 조사하도록 위치된다(도 8, 도 8, 도 9 및 도 10). The method may utilize an EFP lamp mounted in a reflector coupled with an optical system of reflectors, mirrors, lenses or combinations thereof and configurations so that the small plasma ball generated is optimally located at the focus of the optical system, (FIG. 8, FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10) to collimate light through the window opening and irradiate the light beam to the target (s) at or near or during a day or night operation.

상기 방법은 사용자가 다음을 위해 증가한 "힘의 연속체(continuum)"를 적용하게 한다 : 1) 행동을 관찰하고 결정하도록 타겟 및 주변 영역을 비추기 위해, 2) 그들의 주의를 끌도록 통제, 경고 및 접촉 기법으로서 디바이스로부터의 광의 비-교란 빔을 발하여 그들에게 비춤으로써, 타겟(들)을 경고하기 위해, 3) 저레벨 준수 기법들로서 타겟들을 산만하게 하고 단념시키도록 광 빔을 증가시키고 광 빔 출력을 변조하기 위해, 그리고, 4) 평방 센티미터 당 0.1 내지 12루멘으로 타겟(들)을 시각 교란하도록 지속적이거나 가변적인 강도로 타겟에게 전달된 광 빔 출력을 증가시키기 위해.The method allows the user to apply an increased "continuum of power" for: 1) illuminating the target and surrounding areas to observe and determine behavior, 2) control, warning, and contact To alert the target (s) by emitting a non-perturbed beam of light from the device as a technique to alert the target (s), 3) to increase the light beam to distract and dissuade the targets with low- And 4) to increase the light beam power delivered to the target at a constant or variable intensity to visually disturb the target (s) to 0.1 to 12 lumens per square centimeter.

본 발명의 하나의 양상은 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들의 시신경을 과도하게 자극함으로써, 그들의 활동을 방해하거나 감소시키는 방법이다. 상기 방법은 디바이스 내에 하우징된 전극-프리 플라즈마 램프로부터 방출한 고강도 비간섭성 광 빔을 제공하는 단계 및 타겟 개체들을 마주하거나 디바이스에 관계가 없는 경우, 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들에 고강도 비간섭성 광 빔을 조사하는 단계를 포함한다. One aspect of the present invention is a method for disrupting or reducing their activity by over-stimulating the optic nerve of one or more target entities. The method includes the steps of providing a high intensity incoherent light beam emitted from an electrode-pre-plasma lamp housed within the device, and providing high intensity non-coherent light to one or more target entities And irradiating the light beam.

본 발명의 이런 양상의 일 실시예에서, 전극-프리 플라즈마 램프는 200㎚ 내지 1,500㎚의 범위로 고강도 비간섭성 광 빔을 발생하고, 5㎜보다 작거나 같은 플라즈마 소스 직경을 갖는다. 바람직하게는, 고강도 비간섭성 광 빔 주파수는 약 300㎚ 내지 약 900㎚, 약 380㎚ 내지 약 780㎚, 또는 약 510㎚ 내지 약 560㎚이다. 전극-프리 플라즈마 램프는 무전극 광 방출 플라즈마 램프, 무전극 고효율 플라즈마 램프, 전극프리 고강도 방전 램프, 무전극 레이저-구동 플라즈마 램프 및 전극프리 유도 플라즈마 램프로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. 고강도 비간섭성 광 빔은 평방 센티미터 당 약 0.1 내지 약 12루멘으로, 바람직하게는, 평방 센티미터 당 약 0.5루멘에서 약 12루멘까지로 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들에 전달된다. 플라즈마 소스는 5㎜보다 작거나 같고, 레이저 광, x-레이 방사선, 감마-레이 방사선, 마이크로파 방사선 및 무선 주파수 전파들로 구성된 그룹에서 선택된 전자기파들에 의해 여기된 플라즈마에 의해 발생된다. 전극-프리 램프는 크세논, 아르곤, 크립톤, 수소, 금속 할로겐화물, 나트륨, 수은 및 황으로 구성된 그룹에서 선택된 가스로 충전된다. In one embodiment of this aspect of the invention, the electrode-pre-plasma lamp generates a high intensity incoherent light beam in the range of 200 nm to 1,500 nm and has a plasma source diameter of less than or equal to 5 mm. Preferably, the high intensity incoherent light beam frequency is from about 300 nm to about 900 nm, from about 380 nm to about 780 nm, or from about 510 nm to about 560 nm. The electrode-pre-plasma lamp may be selected from the group consisting of an electrodeless light emitting plasma lamp, an electrodeless high efficiency plasma lamp, an electrode free high intensity discharge lamp, an electrodeless laser-driven plasma lamp, and an electrode-free induction plasma lamp. The high intensity incoherent light beam is delivered to one or more target entities from about 0.1 to about 12 lumens per square centimeter, preferably from about 0.5 lumens to about 12 lumens per square centimeter. The plasma source is less than or equal to 5 mm and is generated by a plasma excited by electromagnetic waves selected from the group consisting of laser light, x-ray radiation, gamma-ray radiation, microwave radiation and radio frequency waves. The electrode-free lamp is charged with a gas selected from the group consisting of xenon, argon, krypton, hydrogen, metal halides, sodium, mercury and sulfur.

다른 실시예에서, 고강도 비간섭성 광 빔의 출력 강도는 무작위 사이클 또는 고정된 사이클로 조정된다. 무작위 또는 고정 사이클로 전송하도록 조정될 경우, 사이클 출력 강도는 초 당 15회보다 작게 증가 및 감소할 수 있다.In another embodiment, the output intensity of the high intensity incoherent light beam is adjusted to a random or fixed cycle. When adjusted to transmit in random or fixed cycles, the cycle output intensity can be increased and decreased less than 15 times per second.

또 다른 실시예에서, 상기 방법은 약 440 ㎚ 이하의 주파수들을 감소하거나 제거하도록 고강도 비간섭성 광 빔을 필터링하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 방법은 하나 또는 둘 이상의 타겟들까지의 거리를 결정하는 단계 및 하나 또는 둘 이상의 타겟들의 위치에서 평방 센티미터 당 원하는 루멘을 달성하도록 고강도 비간섭성 광 빔을 조정하는 단계도 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 타겟들에서 주변광(ambient light)이 결정되고, 고강도 비간섭성 광 빔은 하나 또는 둘 이상의 타겟들의 위치에서 평방 센티미터 당 원하는 루멘을 달성하도록 조정된다. In yet another embodiment, the method further comprises filtering the high intensity incoherent light beam to reduce or eliminate frequencies below about 440 nm. The method may also include determining a distance to one or more targets and adjusting the high intensity incoherent light beam to achieve a desired lumen per square centimeter at the location of one or more targets . In this embodiment, ambient light is determined at one or more targets, and the high intensity non-coherent light beam is adjusted to achieve a desired lumen per square centimeter at the location of one or more targets.

또 다른 실시예들에서, 전극-프리 플라즈마 램프는 감소된 UV 광 방출을 갖는 가스, 휘발성 금속 또는 금속염으로 충전된다. In yet other embodiments, the electrode-pre-plasma lamp is filled with a gas, a volatile metal, or a metal salt with reduced UV light emission.

다른 실시예들에서, 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들은 하나 또는 둘 이상의 포유류, 파충류, 또는 조류이다. 바람직하게는 하나 또는 둘 이상의 포유류는 하나 또는 둘 이상의 인간이다. In other embodiments, the one or more target entities are one or more mammals, reptiles, or algae. Preferably, the one or more mammals are one or more than two humans.

본 발명의 다른 양상은 타겟 개체들의 시신경을 과도하게 자극함으로써 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들의 활동을 방해하거나 감소시키는 장치이다. 상기 디바이스는 광 빔을 전송하는 윈도우 개구를 갖고, 헤드부를 구비한 외부 하우징, 헤드부에 장착되고 윈도우 개구에 대향하는 광학계, 윈도우 개구를 향하여 광을 콜리메이팅하도록 광학계의 초점에 장착되며, 고강도 비간섭성 광 빔을 방출하는 하나 또는 둘 이상의 전극프리 램프들, 하나 또는 둘 이상의 전극프리 램프들을 구동하는 전기 회로 수단을 포함한다. 상기 전기 회로 수단은 에너지 소스, 에너지 소스(들)에 대한 플라즈마 램프 유도 커플링(들) 및 동작을 위한 제어들을 갖는다. Another aspect of the present invention is an apparatus that interferes with or reduces the activity of one or more target entities by over-stimulating the optic nerve of the target entities. The device has an outer housing with a head portion, an optical system mounted on the head portion and opposed to the window opening, mounted to the focus of the optical system to collimate light toward the window opening, One or more electrode free lamps emitting coherent light beams, and electrical circuit means driving one or more electrode free lamps. The electrical circuit means has an energy source, plasma lamp induced coupling (s) to the energy source (s) and controls for operation.

장치Device

내부 EFP 램프 또는 유도 광은 램프 엔빌로프를 통과하는 전도체들에 의해 전원 장치에 연결된 내부 전극을 사용하는 전형적인 가스 방전 램프와 대조적으로, 광을 발생하는데 필요한 전력이 전계 또는 자계를 통해 램프 엔빌로프 외부로부터 내부의 가스로 전달되는 가스 방전 램프이다. 내부 전극들의 제거에 대한 세 가지 장점들이 있다. In contrast to a typical gas discharge lamp that uses an internal electrode connected to a power supply by conductors passing through the lamp envelope, the internal EFP lamp or the induction light is supplied to the lamp envelope via the electric field or magnetic field, Which is a gas discharge lamp. There are three advantages to removing internal electrodes.

종래, 기술의 신뢰성은 마이크로파들을 발생하는데 사용되는 마그네트론에 의해 제한되었다. 마그네트론 기술은 더 긴 수명을 제공함을 개선하였다. 고체 상태(solid state) RF 발생이 사용될 수 있고 수명을 연장할 수 있다. RF 발생을 위한 고체 상태 칩들은 마그네트론을 이용하는 것보다 현재 더 비싸고, 그래서, 고가치 특정 시장들에 적합하다. 고체-상태 RF 드라이버에 의해 발생된 RF신호는 전구 주변에 전계로 유도된다. 전계에서의 고농도의 에너지는 전구의 내용물들을 전구의 중앙에서 플라즈마 상태로 기화시킨다. 제어된 플라즈마는 용이하게 초점이 맞춰질 수 있는 강렬하고 소형의 밝은 광원을 발생한다. Conventionally, the reliability of the technology has been limited by the magnetron used to generate the microwaves. Magnetron technology has improved providing longer life. Solid state RF generation can be used and the lifetime can be extended. Solid state chips for RF generation are now more expensive than using magnetrons, and are therefore suitable for high value specific markets. The RF signal generated by the solid-state RF driver is directed to the electric field around the bulb. The high concentration of energy in the electric field vaporizes the contents of the bulb into a plasma state at the center of the bulb. The controlled plasma produces an intense and compact bright light source that can be easily focused.

본 발명의 EFP 램프 광원 및 발생기는 하우징 및/또는 마운팅(mounting)에 통합되며, DC용 배터리와 커플링될 수 있거나, 애플리케이션을 위해 적합할 수 있는 바와 같이, 직접 AC 소스와 커플링될 수 있다. The EFP lamp light source and generator of the present invention can be coupled to a housing and / or mounting, coupled with a battery for DC, or coupled directly to an AC source, as may be appropriate for an application .

핸드헬드 디바이스의 일 실시예에서, 상업적으로 이용가능한 본 발명의 280W EFP 광원 및 발생기는 하우징 및 마운팅에 통합되며, DC용 배터리와 커플링되거나 특정 애플리케이션에 대해 적합할 수 있는 바와 같이, 직접 AC 소스와 커플링될 수 있다. EFP 발생기는 1-도 또는 그 미만의 포함된 각도로 분기하는 광의 콜리메이팅된 분기 빔을 제공하도록 파라볼라 리플렉터로 구성된다(도 7 참조). 이 실시예에서, 본 발명의 디바이스는 EFP 드라이버, 플라즈마 램프, 및 관련된 광학 요소들, 즉, 타겟 거리 서브시스템 및 배터리, 전력 변환 및 제어 전자 서브시스템, 및 리플렉터로 구성된다. 이 실시예에서, 상기 디바이스는 타겟에서 평방 센티미터 당 1.4에서 10루멘 사이에서 발생하며, 1-마일까지의 경고 능력과 함께 주간에 150 ft 및 야간에 500 ft까지 "시각 교란"을 제공한다. In one embodiment of the handheld device, the commercially available 280W EFP light source and generator of the present invention is integrated into the housing and mounting and can be coupled directly to an AC source Lt; / RTI > The EFP generator is configured with a parabolic reflector to provide a collimated branched beam of light that diverges at an included angle of one-degree or less (see FIG. 7). In this embodiment, the device of the present invention consists of an EFP driver, a plasma lamp, and associated optical elements, namely, a target distance subsystem and a battery, a power conversion and control electronics subsystem, and a reflector. In this embodiment, the device occurs between 1.4 and 10 lumens per square centimeter at the target and provides "visual disturbance" up to 150 ft in the day and 500 ft at night with alert capability of up to one mile.

(도 11)에 도시된 바와 같이, 틸트 팬 상에 탑재된 8개의 1000W EFP 램프들의 어레이는 높게 콜리메이팅된 광학계에 의해 야간에 1-마일 이상 및 주간 동안 0.5 마일 이상의 범위에서 시각적으로 교란하는 능력을 갖는다. 이런 구성은 침입자를 지평선에 비추고 경고한다. (Figure 11), the array of eight 1000W EFP lamps mounted on the tilt pan was visually disturbed by a highly collimated optical system in the range of more than one mile at night and more than 0.5 miles during the day Respectively. This configuration shines and warns the intruder on the horizon.

바람직한 실시예에서, 상기 디바이스는 135W Topanga APL 250-4000 RF 고체 상태 드라이버, RF 드라이버, 동축 커넥터 케이블, Topanga APL 250-4000SF 공진기, 및 APL 250-400 플라즈마 전구, 세라믹 공진기에 내장된 석영 램프, 및 관련된 마이크로-컨트롤러 인터페이스로 구성되고, 10 암페어의 최소값을 전달할 수 있는 리튬 이온 24-볼트 재충전가능한 배터리로 전력을 공급한다(도 18 참조). RF 동축 케이블은 RF 드라이버에 존재하고, 플라즈마 포인트 광원의 초점에 위치된 광학 렌즈를 지지하는 렌즈 지지대 주변에서 나선을 그린다. 당업자에 의해 설계된 광학 렌즈(도 13)는 플라즈마 광원의 전면을 둘러싸고, 광을 수집하고 콜리메이팅하며, 광선들이 일반적으로 0.5-도로 분기되도록 설계된다. 배터리는 공진기 및 RF 드라이버 부근에 위치되며, 이들 모두는 공진기에 부착된 하우징 내에 수용된다. 당업자에 의해 또한 이해될 수 있는 바와 같이, 방열판은 공진기에 부착되어 열 축적(buildup)을 소멸시키도록 대류 냉각을 제공하고, 공진기에 대한 최적 동작 온도들을 유지한다. 또한, 방열판은 RF 드라이버에 부착되어 열 축적을 소멸시키도록 대류 냉각을 제공하고, 드라이버에 대한 최적 동작 온도들을 유지한다. 그리고, 광의 스펙트럼은 380-780㎚의 스펙트럼 범위의 태양광 유사 소스 출력을 제공하도록 램프 엔빌로프 내부의 충전물의 화학적 성질(fill chemistry)에 의해 조정된다. UV 필터는 85% 이상의 UV 방출을 눈의 안전을 위해 440 ㎚ 미만으로 제한하도록 광학계 전면에서 출력 빔 위에 설치된다. 모든 광학계는 광 투사 손실을 감소시키도록 반사-방지 도료로 코팅된다. 수동 모드에서, 빔 출력은 50% 또는 100%로 설정될 수 있다. 자동 모드로 전환되는 경우, 마이크로컨트롤러는 초 당 1 내지 7 광 빔 변조를 야기하는 무작위 패턴으로 광 레벨 출력을 20%에서 100% 이상까지 가변하도록 프로그래밍되며, 그에 의해 간질 발병을 방지한다. In a preferred embodiment, the device comprises a 135 W Topanga APL 250-4000 RF solid state driver, an RF driver, a coaxial connector cable, a Topanga APL 250-4000 SF resonator, and an APL 250-400 plasma bulb, a quartz lamp embedded in a ceramic resonator, It is powered by a lithium-ion 24-volt rechargeable battery that is configured with an associated micro-controller interface and can deliver a minimum value of 10 amps (see FIG. 18). An RF coaxial cable is present in the RF driver and draws a spiral around the lens support that supports the optical lens located at the focal point of the plasma point light source. An optical lens (Fig. 13) designed by those skilled in the art is designed to surround the front of the plasma light source, collect and collimate the light, and the rays generally bisect at 0.5-degrees. The battery is located in the vicinity of the resonator and the RF driver, all of which are housed in a housing attached to the resonator. As will also be appreciated by those skilled in the art, the heat sink is attached to the resonator to provide convective cooling to quench the buildup and to maintain optimal operating temperatures for the resonator. In addition, the heat sink is attached to the RF driver to provide convective cooling to dissipate the heat buildup and maintain optimal operating temperatures for the driver. The spectrum of the light is then adjusted by the fill chemistry of the filler inside the lamp envelope to provide a solar simulated source output in the spectral range of 380-780 nm. The UV filter is installed on the output beam at the front of the optical system to limit the UV emission to more than 85% to less than 440 nm for eye safety. All optical systems are coated with anti-reflective coatings to reduce light projection loss. In manual mode, the beam output can be set to 50% or 100%. When switched to the automatic mode, the microcontroller is programmed to vary the light level output from 20% to 100% or more in a random pattern causing 1 to 7 light beam modulation per second, thereby preventing the onset of epilepsy.

도 6은 전원장치, 즉, DC 전원장치로 AC 전력 또는 DC 배터리로 구성된 기본적인 전형의 장치이다. 전원 장치 또는 배터리는 드라이버에 전력을 공급한다. 전형의 드라이버는 고체 상태 RF 증폭기이다. 이런 상업적으로 이용가능한 드라이버는 EFP 램프를 둘러싸는 공진기를 갖는다. 상업적으로 이용가능한 전형의 RF 증폭기는 광 출력 강도를 관리하도록 마이크로-컨트롤러에 의해 제어된다. 램프 엔빌로프는 가스들을 함유하고, 높은 비등점 금속 또는 금속 할로겐화물을 함유할 수 있다. RF에 의해 발생한 높게 농축된 전계는 램프 내에서 가스들을 이온화시키고 금속들 또는 할로겐화물을 기화시킨다 - 단일점(single point)으로부터 광을 방출하는 플라즈마 상태를 생성한다. Fig. 6 is a basic typical device configured as a power supply, i. E., A DC power supply, with an AC power or DC battery. The power supply or battery supplies power to the driver. A typical driver is a solid-state RF amplifier. Such a commercially available driver has a resonator surrounding the EFP lamp. A commercially available typical RF amplifier is controlled by a micro-controller to manage light output intensity. The lamp envelope contains gases and may contain a high boiling point metal or metal halide. The highly enriched electric field generated by the RF ionizes the gases in the lamp and vaporizes the metals or halides - creating a plasma state that emits light from a single point.

도 3은 RF 공진기 또는 마이크로파 마그네트론의 중심에 있는 EFP 램프를 도시한다. 램프들은 수평으로 또는 수직으로 위치될 수 있다.Figure 3 shows an EFP lamp at the center of an RF resonator or microwave magnetron. The lamps may be positioned horizontally or vertically.

도 4는 사용될 수 있는 상이한 EFP 램프 엔빌로프 구성들을 도시한다. 다른 디자인이 사용될 수 있다. Figure 4 shows the different EFP lamp envelope configurations that may be used. Other designs may be used.

도 5는 EFP 램프 기동 순서를 도시한다. 단계 1은 처음 전력을 전파 드라이버 증폭기 발생기에 인가하는 단계는 도시하고, 단계 2는 공진기 또는 마그네트론에 인가되고 있는 전파 에너지를 도시하며, 단계 3은 플라즈마 및 광을 발생하도록 램프 충전물의 여기를 도시한다. 5 shows the EFP lamp start-up procedure. Step 1 shows applying the initial power to the propagation driver amplifier generator, Step 2 shows the propagation energy being applied to the resonator or magnetron, and Step 3 shows the excitation of the lamp filler to generate plasma and light .

도 7은 드라이버, 콜리메이션 파라볼라 리플렉터를 구비한 광원을 구비한 인라인 EFP 램프 장치를 도시한다. 단지 리플렉터 사용의 결과로서 낮은 비율의 광이 포획되지 않고, 이런 리플렉터 구성에 의해 산란하여 없어지지만, 대부분의 광은 거의 평행한 광선들로서 전면 윈도우로 조사되고, 바람직한 실시예에서, 1-도 보다 작게 분기한다. 이는 리플렉터의 후면에 홀을 갖고, 또한 그 방향에서 광이 손실되는 숏 아크 램프 디자인들에 비해 개선이다. Figure 7 shows an in-line EFP lamp device with a driver, a light source with a collimation parabolic reflector. Although a low proportion of light is not captured as a result of using only the reflector and is scattered by this reflector configuration, most of the light is irradiated as a front window as nearly parallel rays, and in a preferred embodiment, Branch. This is an improvement over short arc lamp designs where there is a hole in the back of the reflector and also light is lost in that direction.

더 개선된 구성인 도 8은 도 7의 광학 구성에서 손실될 수 있는 거의 모든 미광(stray light)을 포획하도록(capture) 사용될 수 있는 콜리메이션 리플렉터 및 내부 광학계를 구비한 EFP 램프 장치의 인라인 레이아웃이다. 이런 레이아웃은 그 자체를 휴대용 "플래시라이트"처럼 보이는 핸드헬드 구성들에 제공할 수 있다.Figure 8, a more advanced configuration, is an in-line layout of an EFP lamp device with an internal optical system and a collimation reflector that can be used to capture almost all stray light that can be lost in the optical configuration of Figure 7 . This layout can provide itself to handheld configurations that look like a portable "flashlight ".

도 9는 침입자들을 추적하고 조준하기 위한 틸트 팬 및 롤 디바이스들 상에 탑재된 본 발명의 실시예들을 도시한다. 그것들은 자동으로 또는 수동 조준될 수 있고, 예상된 타겟들을 따라가도록 자동화된 추적 기술들과 조합될 수 있다. Figure 9 illustrates embodiments of the present invention mounted on tilt pan and roll devices for tracking and aiming intruders. They can be automatically or manually aimed and can be combined with automated tracking techniques to follow expected targets.

도 10은 콜리메이션 리플렉터 및 내부 광학계를 구비한 EFP 램프 장치의 직각 레이아웃을 도시한다. 이런 레이아웃은 그 자체를 휴대용 "랜턴"처럼 보이는 핸드헬드 구성들에 제공할 수 있다.10 shows a rectangular layout of an EFP lamp device with a collimation reflector and an internal optical system. This layout can provide itself to handheld configurations that look like a portable "lantern ".

도 11은 군중 통제에 필요할 수 있는 바와 같이, 멀리 떨어진 타겟들에 대한 더 큰 전개 범위 및 더 넓은 교전 지역을 위해 도 11에 도시된 바와 같은 단일 광 또는 복수개의 광원 디바이스로서 EFP 램프 장치를 도시한다. Figure 11 illustrates an EFP lamp device as a single light or multiple light source device as shown in Figure 11 for a larger deployment area and a wider engagement area for distant targets, as may be necessary for crowd control .

도 12는 미광의 최소 손실로 광원의 콜리메이션을 위해 내부적으로 탑재된 굴절 표면을 구비한 파라볼라 리플렉터 표면의 전형이다. Figure 12 is a typical representation of a parabolic reflector surface with an internally mounted refractive surface for collimation of the light source with a minimum loss of stray light.

도 13은 외부 렌즈 상의 전형의 리프렉터이고, 여기서, 콜리메이팅 렌즈는 미광의 최소 손실로 광원의 콜리메이션을 위해 4개 유형의 표면들을 갖는다. Figure 13 is a typical reflector on an external lens, wherein the collimating lens has four types of surfaces for collimation of the light source with a minimum loss of stray light.

도 14는 내부의 전형의 리프렉터이고, 여기서, 콜리메이팅 렌즈는 미광의 최소 손실로 광원의 콜리메이션을 위해 4개 표면 유형들을 갖는다. Figure 14 is an exemplary exemplary reflector, wherein the collimating lens has four surface types for collimation of the light source with a minimum loss of stray light.

도 15는 단독으로 또는 도 7에 도시된 바와 같은 파라볼라 리플렉터와 조합되는 전형의 프레넬(Fresnel) 렌즈이고, 이는 콜리메이션에 적합할 수 있고, 그 무게 또는 비용은 고려사항이다. Fig. 15 is a typical Fresnel lens, alone or in combination with a parabolic reflector as shown in Fig. 7, which may be suitable for collimation, and its weight or cost is a consideration.

동작action

고레벨의 광의 일격(burst)에 노출되는 경우, 포유류의 시각 교란에 대한 정확한 메커니즘은 발생하는 시력의 일시적인 상실을 넘어선다. 시신경은 뇌신경 또는 척수 신경들을 통하여 중추 신경계에 유입되거나 나가는 신경들의 수 중 약 40%을 구성하며, 이동중인 대부분의 신경 정보를 시각령으로 전달한다. 시각계는 또한 균형 및 근육 제어를 위한 입력을 제공한다. When exposed to high levels of light bursts, the precise mechanism for mammalian visual disturbances transcends the temporary loss of sight that occurs. The optic nerve consists of about 40% of the number of neurons entering or exiting the central nervous system through the cranial nerves or spinal nerves, and transmits most neuroinformation in motion to the visual cortex. The visual system also provides inputs for balance and muscle control.

본 발명은 타겟의 눈에 인가될 때, 그것은 시신경을 통해 밀려드는 화학적 유도 전기 신호를 발생하는 안구 망막 간상체 및 추상체를 포화시키는데 충분한 광량자 함량을 갖는 밝기를 산출한다. 광의 일부에서, 시각 교란 응답은 피질하부일 수 있고, 측면 슬상체, 시각부챗살, 및 시각령을 우회하여 상구들로 직접 가는 경로를 통해 제어될 수 있다는 것이 상정된다. 이런 경로는 그 다음 운동 반응을 개시하는 덮개숨뇌(tectobulbar) 및 덮개척수(tectospinal) 경로를 통해 몇몇 뇌간 및 척수핵(spinal nuclei)으로 중계된다. 가능한 모든 경로를 통해 뉴런에서 개시된 서지(surge)는 시스템 전반의 감각의 과부하의 기능으로서 시각 교란을 설명할 수 있습니다.When applied to the eye of a target, the invention produces brightness with sufficient photon quantities to saturate the ocular retinas and cones that produce a chemically induced electrical signal pushed through the optic nerve. In some of the lights, it is assumed that the visual perturbation response can be under the cortex and can be controlled through the path leading directly to the cervical spots bypassing the lateral slit, visual cortex, and visual cues. This pathway is then relayed to several brainstem and spinal nuclei through the cover tectobulbar and the tectospinal pathway that initiate the motor reaction. Through all possible paths, surges in neurons can explain visual disturbances as a function of system-wide sensory overload.

인간 애플리케이션들에 대해 가장 효과적이기 위해, 제공되는 최적의 스펙트럼 주파수 범위는 신경계를 가득 채우는(flooding) 뉴런들을 통한 완전한 시홍 포화 및 전기화학적 반응에 대해 눈 내의 모든 간상체 및 추상체 수용체 주파수들을 포함해야 한다(도 1 참조). 사람에 대해, 약 500 ㎚와 560 ㎚의 범위에 중심이 있는 주파수(도 1 참조)를 선택하는 시각 교란은 전기 화학적 시홍 반응을 구동하는데 가장 효과적일 것이다. 다른 동물들에 대해, 청색/UV 범위 또는 적색/IR 범위로의 이동은 특정한 상이한 동물들의 시각에 가장 효과적일 수 있다. To be most effective for human applications, the optimal spectral frequency range provided should include all the somatosensory and extracellular receptor frequencies in the eye for complete ciliary saturation and electrochemical reactions through neurons flooding the nervous system (See Fig. 1). For humans, visual disturbances that select a frequency centered in the range of about 500 nm and 560 nm (see FIG. 1) will be most effective in driving the electrochemical scintillation reaction. For other animals, migration to the blue / UV range or the red / IR range may be most effective for the vision of certain different animals.

야간 사용에 대해, 더 낮은 광 강도가 초기에 요구되지만, 일단 디바이스가 사용되면, 타겟들의 동공 재-팽창이 즉각적이지 않기 때문에, 타겟에 대한 다음의 사용을 위해 더 큰 빔 강도가 요구될 수 있으며, 이 강도는 주간 조건들 동안 통상적으로 필요한 레벨로 증가될 수 있다.For night use, lower light intensity is initially required, but once the device is used, a larger beam intensity may be required for subsequent use with the target, since the pupil re-expansion of the targets is not immediate , This intensity can be increased to the level normally required during daytime conditions.

눈의 안전 고려사항을 처리하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예는 이런 파장 범위에서 노출을 감소시키는 청색/UV 필터를 구비할 것이다. "비간섭성 가시광 및 적외선 방사선에 대한 노출의 제한에 관한 지침" Health Phys. 105(1) : 74-96에서 참조된 비간섭성 광 노출의 위험성 연구들; "광대역 비간섭성 광학 방사(0.38 내지 3㎛)에 대한 노출의 제한에 관한 지침" Health Physics 73(3): 539-554;에서 참조된 위험성 연구와 같이, 2013년 국제 비-이온화 방사선 보호 위원회는 설계자에 의해 고려되어야 한다: 이런 방법의 디바이스들의 실시예들의 설계시 최대 광 노출을 결정하는 경우, 1997년 국제 비-이온화 방사선 보호 위원회. 당업자는 본 발명이 본 명세서에서 교시될 수 있거나 제시될 수 있는 바와 같은 안전 고려사항들을 포함하는 다른 장점들을 반드시 달성하지 않으면서 본 명세서에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. To address the safety considerations of the eye, the preferred embodiment of the present invention will have a blue / UV filter that reduces exposure in this wavelength range. "Guidelines for Limiting Exposure to Non-coherent Visible and Infrared Radiation" Health Phys. 105 (1): 74-96; As with the risk study referred to in "Health Physics 73 (3): 539-554; Guidelines on Limitations of Exposure to Broadband Non-coherent Optical Radiation (0.38 to 3 μm), the International Non-Ionizing Radiation Protection Committee Should be taken into account by the designer: when determining the maximum light exposure in the design of embodiments of devices of this type, the 1997 International Non-Ionizing Radiation Protection Committee. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced otherwise than as specifically described herein without the attainment of other advantages, including safety considerations as may be taught or suggested herein, such as by way of achieving one advantage or group of advantages as taught herein As will be appreciated by those skilled in the art.

생리적인 방향감각 상실은 섬광 또는 스트로브(strobe) 광원에 반응하여 발생하는 것으로 알려져 있다. 이는 광 레벨 또는 색상의 급격한 변화에 반응하는 눈의 시도로 인해 기인하는 것으로 보고된다. 단속적인 점멸에 대해, 눈의 동공은 눈에 도달하는 대조를 이루는 광 강도에 반응하여 지속적으로 수축 및 이완되고 있다. 색상들 및 강도들을 다르게 하는 것은 동일한 효과를 초래할 수 있다. 단점은 간질의 발작들이 초래될 수 있고, 영구적인 신경 손상이 보고되었다는 것이다. NSE(National Society for Epilepsy)는 "200명의 사람 중 1명쯤이 간질을 앓으며, 이들 중 단지 3-5%만이 섬광에 의해 유발된 발작을 일으킨다"고 명시한다. 이런 이슈는 광 강도 사이클 주기의 주파수를 초 당 12보다 작게 제한함으로써 실시예들에서 처리된다는 것이 권고된다. Physiological sense of disorientation is known to occur in response to flashing or strobe light sources. This is reported to be due to eye attempts to respond to sudden changes in light level or color. For intermittent blinking, the pupil of the eye is continually contracted and relaxed in response to the intensity of the contrast that reaches the eye. Different colors and intensities can lead to the same effect. The disadvantage is that epileptic seizures can result and permanent nerve damage has been reported. "One in 200 people have epilepsy, and only 3-5% of them cause seizures triggered by flashing," the National Society for Epilepsy (NSE) says. It is recommended that this issue be addressed in embodiments by limiting the frequency of the light intensity cycle period to less than 12 per second.

방법 및 장치 동작의 엘리먼트들Methods and Elements of Device Operation

고강도 강의 시각 교란 효과는 일반적으로 1초 이내에 발생하는 것으로 관찰된다. 비추어진 타겟은 빔이 타겟에 인가되는 동안은 일시적으로 보는 능력을 상실하고, 총체적이고 섬세한 운동 능력의 제어를 상실하며, 시각적으로 교란되는 것으로 관찰된다. 시각 교란은 다음 관찰된 반응들 중 하나 또는 둘 이상의 형태로 나타날 수 있다: 시력 장애, 시각 교란, 신경 교란, 운동기능 교란, 방향감각 상실, 현기증, 메스꺼움, 일시적 실명, 야맹증, 인지 능력 감소, 균형 상실, 정신물리학적 효과들, 시력 상실, 주변 시력 상실, 섬세하고 총체적인 운동기능의 교란(억압, 장애, 실신, 격퇴 및 눈부심으로 또한 설명될 수 있는). The visual disturbance effect of high strength steel is generally observed to occur within 1 second. The illuminated target loses its ability to see temporarily while the beam is applied to the target, loses control of overall and delicate athletic performance, and is observed to be visually disturbed. Visual disturbances can occur in one or more of the following observed responses: visual disturbances, visual disturbances, nerve disturbances, motor disturbances, disorientation, dizziness, nausea, blindness, night blindness, decreased cognitive abilities, balance Loss of vision, psychophysical effects, loss of sight, loss of peripheral vision, disturbance of delicate and total motor function (which can also be explained by oppression, disability, fainting, repulsion and glare).

광학계 선택Optical system selection

핸드헬드 디바이스에 대한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 램프 조립체가 제공되며, 이는 사용자가 파지하는 손잡이를 구비한 외부 하우징을 포함하고, 하우징은 광 빔을 전송하기 위한 윈도우 개구를 가지며, 하우징 내부에서 윈도우 개구에 대향하며, 파라볼라 리플렉터는 광학계를 수용하고, EFP 램프는 타겟으로 0.5도(반각)로 분기하는 초기 직경으로부터의 빔을 콜리메이팅하도록 조정 및 광학계를 통해 파라볼라 리플렉터(들)의 초점에 탑재된다. In a preferred embodiment of the present invention for a handheld device, a lamp assembly is provided, which comprises an outer housing with a handle gripped by a user, the housing having a window opening for transmitting a light beam, The EFP lamp is adapted to collimate the beam from an initial diameter diverging to 0.5 degrees (half angle) to the target and mounted to the focal point of the parabola reflector (s) through the optical system, facing the window opening, the parabolic reflector receiving the optical system do.

광학적으로, EFP 램프는 광 빔의 투사에서 캐소드 또는 애노드 단자들, 전극들, 광 빔에서의 배선들, 및 전극들에 기인한 플라즈마 볼의 왜곡으로 인한 아티팩트들, 즉, 그림자를 처리할 필요가 없도록 타겟에서 일정한 광의 빔을 제공할 때, 훨씬 더 효율적이다. 전극들이 열에 의해 팽창 및 수축하고 광학계의 초점에 대한 관계에서 플라즈마 볼 위치에 영향을 주는 아크-램프들 및 다른 전극 함유 램프 기술들과 달리, EFP 램프들은 그렇게 영향을 주지 않는다. EFP 램프에 의해, 플라즈마 볼은 램프의 기하학적 구조 및 발생한 여기 자계들에 의해 제자리에 유지된다. EFP 램프들의 일부 예들은 아래에 제공된다 : Optically, the EFP lamp needs to process artifacts, i.e., shadows, due to distortion of the plasma ball due to cathode or anode terminals, electrodes, wires in the light beam, and electrodes in the projection of the light beam Is much more efficient when providing a constant beam of light at the target. Unlike arc-lamps and other electrode-containing lamp technologies where the electrodes expand and contract by heat and affect the position of the plasma ball in relation to the focus of the optical system, the EFP lamps do not have that effect. With the EFP lamp, the plasma ball is held in place by the geometry of the lamp and the excitation fields generated. Some examples of EFP lamps are provided below:

제조사manufacturer 모델Model 와트watt CRICRI 색상color Topanga USA, Canoga, CATopanga USA, Canoga, CA APL 1000-5000
APL 1000-4000
APL 400-5500
APL 400-4000
APL 250-5500
APL 250-4000
APL 1000-5000
APL 1000-4000
APL 400-5500
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Luxim Corp., Sunnyvale, CALuxim Corp., Sunnyvale, CA ENT-31-02
GRO-40
GRO-41-02
GRO-75-02
LIFI-STA-40-01
LIFI-STA-40-02
ENT-31-02
GRO-40
GRO-41-02
GRO-75-02
LIFI-STA-40-01
LIFI-STA-40-02
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Ceravision Ltd., Milton Keynes, UKCeravision Ltd., Milton Keynes, UK 주문제작custom order 300W 내지 5000W300 W to 5000 W

근거리 시각 교란 교전을 위해 UV 필터를 제외하고 램프 뒤에 광학계를 구비하지 않은 디바이스들로부터 장거리 시각 교란 교전들을 위해, 리플렉터, 리프렉터들, 렌즈, 반사-방지(AR) 코팅, 및 UV 필터의 조합에 이르기까지 다양한 광학 구성들은 애플리케이션 필요조건들 및 교전 거리에 기초하여 광을 콜리메이팅하고 지정된 밝기를 타겟에게 전달하도록 장치 내에 구현될 수 있다. 광 관리 광학계들은 개별적으로 또는 조합하여 다음을 포함할 수 있다 :Reflection-preventive (AR) coatings, and combinations of UV filters, for long-distance visual disturbances from devices that do not have an optical system behind the lamp, except for a UV filter for near vision disturbance engagement. Can be implemented within the device to collimate the light based on application requirements and engagement distance and deliver the specified brightness to the target. The optical management optics may individually or in combination comprise:

a) 플라즈마 볼의 중심으로 되돌아가도록 초점을 맞춘 플라즈마 소스 광 후위 리플렉터;a) a plasma source posterior reflector focused to return to the center of the plasma ball;

b) 광원을 콜리메이팅하는 파라볼라 리플렉터 표면;b) a parabolic reflector surface that collimates the light source;

c) 프레넬 렌즈;c) a Fresnel lens;

d) 소스로부터의 광이 리플렉터에 의해 반사되고 있지 않거나 중앙 리프렉터에 의해 굴절되고 있지 않으면서 사실상 램프로부터 직접 통과할 수 없도록 내부적으로 탑재된 굴절 표면을 구비한 파라볼라 리플렉터 표면;d) a parabolic reflector surface having internally mounted refracting surfaces such that light from the source is not reflected by the reflector or is not refracted by the central reflector and is virtually unable to pass directly from the lamp;

e) 외부 렌즈 상의 리프렉터, 여기서 콜리메이팅 렌즈는 4개 유형의 표면들을 갖는다. 제1표면은 비구면 프로파일을 가지며, 더 작은 원뿔각(cone angle)으로 EFP로부터 방출된 광을 콜리메이팅하도록 설계된다. 제2표면은 초점에 EFP를 구비한 포물선이고, 큰 원뿔각들로 EFP로부터의 광을 수집하고 콜리메이팅한다. 제3표면은 EFP 부근의 구형 단면이며, 상기 표면에 수직 입사시 광선을 렌즈로 통과시키도록 설계된다. 네 번째는 사다리형 표면이며, 이는 렌즈 무게를 최소화하며, 이것을 통해 포물선 표면으로부터 반사된 광선들은 방향의 변화 없이 빠져나간다;e) a reflector on the outer lens, wherein the collimating lens has four types of surfaces. The first surface has an aspheric profile and is designed to collimate the light emitted from the EFP with a smaller cone angle. The second surface is a parabola with an EFP in focus and collects and collimates the light from the EFP with large horn angles. The third surface is a spherical cross-section in the vicinity of the EFP and is designed to allow light to pass through the lens upon normal incidence on the surface. The fourth is a ladder surface, which minimizes lens weight through which rays reflected from the parabolic surface exit without changing direction;

f) 내부의 리프렉터, 여기서, 콜리메이팅 렌즈는 4개의 표면 유형들을 갖는다. 제1표면은 사다리꼴 평면이고; 두 번째는 축 비구면(axial aspheric) 리프렉터이며; 세 번째는 비구면 리플렉터이고; 네 번째는 리플렉터로 광선을 통과시키는 원통형 표면이다; f) an inner reflector, wherein the collimating lens has four surface types. The first surface is a trapezoidal plane; The second is an axial aspheric reflector; The third is an aspheric reflector; The fourth is a cylindrical surface through which the light passes through the reflector;

g) 글라스 윈도우;g) a glass window;

h) 440㎚ 미만의 자외선(UV) 필터;h) ultraviolet (UV) filters of less than 440 nm;

i) 반사-방지 표면 코팅들;i) anti-reflective surface coatings;

j) 광 파이프, 광 튜브, 광섬유, 또는 광 도포관; j) light pipes, light tubes, optical fibers, or optical coating tubes;

k) 스피로리트(Spherolit) 렌즈들 또는 투광 조명(flood light illumination)용 확산기; 및/또는 k) diffusers for Spherolit lenses or flood light illumination; And / or

l) 야간 감시를 위해 가시광을 차단하는 적외선 렌즈.l) Infrared lens that blocks visible light for night vision.

광 이동시 간섭하는 전극들이 없이, 광학계 설계자는 사실상 프리넬 렌즈를 포함하는 임의의 광학 구성을 이용할 수 있다(도 12 참조). Without the interfering electrodes during light transfer, the optical system designer can use any optical configuration including a substantially Fresnel lens (see FIG. 12).

렌즈들에 의한 전송은 리플렉터에 의한 반사보다 더 효율적이기 때문에, 적합한 렌즈 시스템들을 구비한 조명 기구들은 더 우수한 광 출력 비율을 전달한다. 대체 렌즈들은 동일한 기본적인 장치에 의해 변하는 조명 성능 태스크들을 간단하게 맞추도록 교체될 수 있다.Since transmissions by lenses are more efficient than reflections by reflectors, luminaires with suitable lens systems deliver better light output ratios. Alternate lenses can be interchanged to simply match lighting performance tasks that vary by the same basic device.

단지 IR 조명 출력이 장거리 야간 감시를 위해 요구된 경우, 윈도우의 전방에 위치된 IR 필터를 구비한 야간 식별 뷰어들의 이용이 800 ㎚ 미만의 가시광을 배제하도록 광학계에 추가될 수 있다. If only IR illumination output is required for long-distance night surveillance, the use of night vision viewers with IR filters located in front of the window can be added to the optical system to exclude visible light below 800 nm.

근거리 탑승-영역(board-area) 시각 조명용 장치의 사용을 위해 확산된 투광(diffused flood)이 요구되는 경우, 확산기 또는 스피로리트(Spherolit) 렌즈들이 광학계에 추가될 수 있다.Diffusers or Spherolit lenses can be added to the optical system if a diffused flood is required for use in a near-field board-area visual illumination device.

광학계 설계 및 광 전송 효율은 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 구성, 광학계 품질, 반사 및 굴절 렌즈, 및 크기, 무게 및 비용을 포함하는 원하는 설계 파라미터들에 서로 다르게 의존할 수 있다. The optical system design and the optical transmission efficiency can depend on the desired design parameters, including configuration, optical system quality, reflective and refractive lenses, and size, weight and cost, as will be understood by those skilled in the art.

램프 선택Select Lamp

EFP 램프들은 전구 내에서 광-방출 플라즈마에 에너지를 공급하는 무선 주파수 또는 마이크로파들에 의해 에너지가 공급되는 가스 방전 램프의 유형이다. 램프들은 상이한 형상들로 제작되고, 도 4에서 중앙 및 우측 이미지와 같이 수직으로 위치될 수 있거나, 또는 그것들은 도 4에서 우측 또는 좌측 이미지와 같은 엔빌로프를 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이 수평으로 위치될 수 있다. 위에서 열거된 제조사들에 더하여, 주문제작 플라즈마 램프 제조사들은 교세라 국제사(KYOCERA International, Inc.)(캘리포니아, 샌디에고) 및 레이요텍 과학사(Rayoteck Scientific Inc.)(캘리포니아, 샌디에고)를 포함한다. EFP lamps are a type of gas discharge lamp that is energized by radio frequencies or microwaves that energize the light-emitting plasma in the bulb. The lamps can be made in different shapes and can be positioned vertically, as in the center and right images in Figure 4, or they can be positioned horizontally, as shown in Figure 5, using the same envelope as the right or left image in Figure 4 Lt; / RTI > In addition to the manufacturers listed above, custom-made plasma lamp manufacturers include KYOCERA International, Inc. (San Diego, Calif.) And Rayoteck Scientific Inc. (San Diego, Calif.).

도 5에서, 리플렉터는 광을 전방 윈도우로 재조사(redirect)하고, 플라즈마 볼 중심을 통해 다시 광의 초점을 맞추도록(광의 재활용) 램프의 배면(back side)에 설치될 수 있다. 에너지를 공급하는 주파수 및 전구 충전물은 주어진 애플리케이션을 위해 원하는 광 파장 범위를 발생하도록 선택된 가스, 휘발성 금속들 및 금속 할로겐화물들을 포함할 수 있다. 사람의 시각 교란을 위해, 이런 범위는 400 ㎚ 내지 780 ㎚이고, 약 510-560 ㎚에서 중심이 있다(도 2 참조). 이런 램프들은 시간이 지남에 따른 스펙트럼의 변화가 아주 작고, 10,000 이상 시간의 기대 수명을 갖는다. In Figure 5, the reflector can be installed on the back side of the lamp to redirect the light to the front window and again focus the light through the center of the plasma ball (light recycling). The frequency and filler material supplying energy may include selected gases, volatile metals and metal halides to generate the desired optical wavelength range for a given application. For human visual disturbance, this range is 400 nm to 780 nm, centered at about 510-560 nm (see FIG. 2). These lamps have very small spectral changes over time and have an expected lifetime of more than 10,000 hours.

전구 충전물은 인간(도 1 참조) 또는 동물들에 대한 원하는 스펙트럼 출력, 발광 효율, 연색성(color rendering), 및 디자인 및 성능에 영향을 주는 다른 램프 속성들에 기반하여 선택된다. The bulb filler is selected based on the desired spectral output, luminescence efficiency, color rendering, and other lamp attributes that affect the design and performance of the human (see Figure 1) or animals.

공동 사용 장치에 대하여 군대 또는 법 집행에서 요구될 수 있는 바와 같이, 가시적 및 적외선 방출 범위 모두에서, 장치 설계 사양들이 시각 교란 및 조명을 포함하는 애플리케이션들에서, 크세논 램프 충전물이 선택될 수 있다. 이런 실시예에서, 입력 에너지의 50% 이상이 적외선 발생에 사용될 것이기 때문에, 가시광의 양은 시각 교란 범위에서 대응하는 감소에 의해 당연히 줄어들 것이다. In applications where the device design specifications include visual disturbance and illumination, the xenon lamp packing may be selected, both in the visible and infra-red emission ranges, as may be required in military or law enforcement for joint use devices. In this embodiment, since more than 50% of the input energy will be used for infrared generation, the amount of visible light will of course be reduced by a corresponding reduction in the visual disturbance range.

일 실시예에서, 디바이스는 리플렉터 또는 광학계의 초점에 위치된 플라즈마 볼(거의 이상적인 핀포인트 광원)을 구비한 EFP, 플라즈마 광원에 에너지를 공급하는 전자기파 RF 발생기, 및 필요한 만큼의 최적 램프 온도를 유지하기 위한 냉각 및 방열판 메커니즘을 포함한다. In one embodiment, the device comprises an EFP with a plasma ball (a nearly ideal pinpoint light source) positioned at the focal point of the reflector or optical system, an electromagnetic wave RF generator that supplies energy to the plasma light source, And a heat sink mechanism.

거리계 및 광량계 조절가능한 램프 강도 제어 Adjustable lamp intensity control with distance meter and photometer

플라즈마 광원으로 전송된 램프 전력 출력은 전가지파 에너지의 양에 의해 조절된다. 바람직한 실시예는 가능성 있는 동공 크기, 조명을 위한 밝기, 경고 및 시각 교란을 나타내며 안정성을 고려하는 바와 같이, 타겟에서의 주변 광을 고려하여 광 레벨 출력을 관리하기 위한 관련된 안전성 제어들 및 광 알고리즘들을 포함한다. The lamp power output transmitted to the plasma light source is controlled by the amount of the full wave tropospheric energy. The preferred embodiment provides related safety controls and light algorithms for managing light level output in consideration of ambient light at the target, as well as possible pore size, brightness for illumination, warning and visual disturbance, and considering stability. .

바람직한 실시예에서, 플라즈마 여자기(exciter)의 전력 제어 레벨은 1초보다 작은 지속기간 내에 하나 이상의 조준된 개체들을 시각적으로 교란하기 위해 전체 밝기를 증가 및 감소시키도록 변조된다. In a preferred embodiment, the power control level of the plasma exciter is modulated to increase and decrease the overall brightness to visually disturb one or more aimed objects within a duration of less than one second.

상업적으로 이용가능한 IR-기반 거리계 및 광량계는 타겟으로의 광 전달 량을 조절하도록 디바이스의 플라즈마 발생기의 전자 전력 제어와 인터페이스될 수 있고, 이는 그것의 안정성을 증가시킬 수 있다. A commercially available IR-based rangefinder and photometer can be interfaced with the electronic power control of the plasma generator of the device to adjust the amount of light transmitted to the target, which can increase its stability.

부대용품들Accessories

피카티니 레일(Picatinny rail) 및 1/4 - 20 삼각대 마운트와 같은 마운팅 포인트가 기록 카메라에 쉽게 연결할 수 있도록 장치에 추가될 수 있다. 다른 부대용품들은 틸트-팬, 주간 및 야간 조준을 위한 레이저 포인터, 야간 조준을 위한 IR /Far IR/열 뷰어, 손잡이 및/또는 운반 스트랩을 포함한다. Mounting points such as Picatinny rails and 1/4 - 20 tripod mounts can be added to the unit to make it easy to connect to the record camera. Other accessories include a tilt-pan, a laser pointer for day and night aiming, an IR / Far IR / thermal viewer for night vision, a handle and / or a carrying strap.

배터리battery

하우징 또는 배터리 상에 탑재된 낮은 배터리 연료계 계기는 배터리 전력을 동작시킬 때 선호된다. 실시예는 장치 하우징 내에 수용되거나, 하우징에 부착되거나 또는 벨트 클립에 의해 외부적으로 탑재되거나 차량의 배터리에 연결된 배터리를 가질 수 있다. A low battery fuel gauge mounted on a housing or battery is preferred when operating battery power. Embodiments may have a battery housed within the device housing, attached to the housing, or externally mounted by a belt clip or connected to the vehicle's battery.

열 관리Thermal management

상기 장치는 원하는 램프 동작 온도 및 압력을 달성하기 위해 전도 및 대류 냉각 기술들을 이용할 수 있다. 선택된 램프 충전물의 화학적 성질에 의해 결정되는 안정된 램프 엔빌로프 온도는 최적 광 출력 특성들을 달성하는데 바람직하다. 일 실시예에서, 아르곤 가스 및 수은 할로겐화물이 충전된 석용 램프는 약 800 ℃의 온도에서 동작한다. 대체 램프 충전물의 화학적 성질은 더 우수한 내식성 및 더 높은 동작 온도들을 위해 사파이어 램프들을 필요로 할 수 있다. The apparatus can utilize conduction and convection cooling techniques to achieve desired lamp operating temperatures and pressures. A stable lamp envelope temperature, as determined by the chemistry of the selected lamp filler, is desirable to achieve optimal light output characteristics. In one embodiment, a quartz lamp filled with argon gas and mercury halide operates at a temperature of about 800 ° C. The chemistry of alternative lamp fillers may require sapphire lamps for better corrosion resistance and higher operating temperatures.

플라즈마 램프 엔빌로프 및 함유물은 전도, 대류, 이류, 방사, 및 유도 가열로 구성된 그룹으로부터의 열원을 이용하여 램프 및 플라즈마 발생 기동 시간을 단축하기 위해 가스 온도를 높이고 램프 충전 물질들을 기화하도록 예비가열된다. 램프 가스를 예비가열하고, 금속 또는 금속 할로겐화물들을 비등시키기 위해, 하나의 바람직한 실시예는 IR 레이저 다이오드 또는 필요한 플라즈마 여기 에너지 레벨을 최대로 인가하기 전에 저전력 끓임 모드(simmer mode)에서 1차 공진의 RF 또는 마이크로파 에너지를 사용한다.Plasma lamp envelopes and inclusions use heat sources from the group consisting of conduction, convection, advection, radiation, and induction heating to preheat the lamps to increase the gas temperature and vaporize the lamp fill materials to shorten the ramp and plasma generation start- do. In order to preheat the lamp gas and boil the metal or metal halides, one preferred embodiment is to use a first resonance in a low power boiling mode (simmer mode) before the IR laser diode or the required plasma excitation energy level is maximally applied RF or microwave energy is used.

하우징 구성들Housing Configurations

예시적인 구성들은 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시된다. 핸드헬드, 차량 탑재형, 선박 탑재형, 및 고정 탑재형을 위한 최적 구성 및 어레이 및 틸트-팬들과 같은 움직임 제어 디바이스들의 사용은 설계 필요조건들에 기초하여 변할 수 있다. 본 발명은 임의의 크기의 램프를 이용할 수 있고, 1개에서 무제한 크기의 어레이로 많은 수까지 크기변경할 수 있기 때문에, 100,000W 이상의 크기들이 가능하다. 당업자는 본 발명은 본 명세서에서 교시될 수 있거나 제시될 수 있는 바와 같은 다른 장점들을 반드시 달성하지 않으면서도 본 명세서에서 교시된 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. Exemplary arrangements are shown in Figs. 7, 8, 9, 10 and 11. Optimal configurations for handheld, vehicle mounted, on-board, and fixed-mount and use of motion control devices such as arrays and tilt-fans can vary based on design requirements. The present invention permits lamps of any size to be used, and sizes of more than 100,000 W are possible, since they can be resized from one to an unlimited size array. Those skilled in the art will recognize that the present invention may be implemented or performed in a manner that accomplishes one or more of the advantages or advantages described herein without necessarily achieving other advantages as may be taught or suggested herein Will recognize.

EFP 램프 장점들EFP lamp advantages

1. 확장된 램프 수명1. Extended lamp life

EFP 램프 수명은 숏 아크 램프들에 대한 500 내지 1,000 시간에서 바람직한 실시예의 EFP 램프들에 의해 10,000 시간 이상으로 확장된다. 일반적으로, 내부 전극들은 부식에 기인하여 램프 수명에 제한 요소이고, 원하지 않는 금속이 램프 엔빌로프의 내측에 침전되며, 이는 전극을 포함하는 램프들이 시간이 흐름에 따라 광 출력을 저하시키고, 초점을 변경하며 증가된 플라즈마 볼 크기를 초래하고, 이 모두는 타겟에 전달되고 있는 광량을 저지한다. 또한, 전극들이 마모됨에 따라, 광원 볼은 크기가 커지고 강도가 감소하며 더 적게 집중되며, 광학계로부터 투사된 광의 양에 부정적 영향을 미치기 때문에 더 이상 점 광원으로 여겨질 수 없다. 이는 디바이스의 수명 동안 EFP 램프 디바이스에 대한 디바이스 유지관리 비용을 상당히 감소시킨다. The EFP lamp lifetime is extended to 10,000 hours or more by the EFP lamps of the preferred embodiment at 500 to 1,000 hours for short arc lamps. In general, internal electrodes are a limiting factor in lamp life due to corrosion, undesired metals are deposited inside the lamp envelope, which causes the lamps containing electrodes to degrade the light output over time, Resulting in an increased plasma ball size, all of which inhibits the amount of light being delivered to the target. Also, as the electrodes wear away, the light source ball can no longer be regarded as a point light source because it is larger in size, less in intensity, less concentrated, and has a negative impact on the amount of light projected from the optical system. This significantly reduces the device maintenance cost for the EFP lamp device over the lifetime of the device.

2. 더 유연한 램프 화학적 성질2. More flexible lamp chemistry

EFP 램프는 전극들 또는 밀봉부분들과의 화학적 상호반응이 제거되기 때문에 램프 충전물의 화학적 성질의 선택에 유연성을 제공한다. 이는 본 발명의 디바이스의 설계자에게 특정 타겟들, 즉, 인간들, 개들, 고양이들, 악어들 등에 대한 성능을 최적화하도록 스펙트럼 출력을 맞추기 위한 기회를 허용한다. 보다 상세하게는, 램프 엔빌로프는 IR 조명과 같은, 상이한 애플리케이션들을 위해 및 이중 용도들을 위해 원하는 스펙트럼 출력을 제공하도록 더 쉽게 변경될 수 있는 다양한 가스, 휘발성 금속 또는 금속 할로겐화물의 화학적 성질들을 허용하도록 사파이어와 같은 다양한 내 화학성 물질들로 제조될 수 있다. The EFP lamp provides flexibility in the selection of the chemistry of the lamp filler because the chemical interaction with the electrodes or seal parts is eliminated. This allows the designer of the device of the present invention the opportunity to tailor the spectral output to optimize performance for specific targets, such as humans, dogs, cats, crocodiles, and the like. More specifically, the lamp envelope can be used to permit various gas, volatile metal, or metal halide chemistries that can be more easily modified to provide the desired spectral output for different applications, such as IR illumination, and for dual applications Sapphire, and the like.

EFP 램프들은 고효율이고, 와트당 60 내지 150루멘 이상을 발생하며, 숏-아크 램프와 같은 시각 교란 능력을 제공하기 위해 필요한 전략량(배터리 크기)을 4 내지 10배로 감소시킨다. 또한, EFP 램프 소스는 숏 아크 램프들에 비하여 한 자릿수 더 높은 루멘 밀도(하나의 디바이스로부터의 광량)를 갖는다. EFP lamps are highly efficient, generate more than 60 to 150 lumens per watt, and reduce the amount of strategy (battery size) required to provide a visual disturbance capability such as a short-arc lamp by 4 to 10 times. In addition, the EFP lamp source has a one-digit higher lumen density (light quantity from one device) than short arc lamps.

3. 충격 손상에 대한 저항성 루멘3. Resistant to impact damage lumens

EFP 램프는 그것들의 더 작은 크기 및 질량에 기인하여 관성력에 더 강하고, 따라서 설계자에게 더 소형 하우징 및 광학계를 설계할 수 있는 능력을 허용한다. 작은 소스는 조명 기구가 전형적인 HID 피팅(fitting)에 대한 55%와 비교하여 이용 가능한 광의 90%보다 많이 활용하게 할 수도 있다. EFP lamps are stronger in inertial forces due to their smaller size and mass, thus allowing designers the ability to design smaller housings and optical systems. A small source may allow the luminaire to utilize more than 90% of the available light compared to 55% for a typical HID fitting.

4. 더 큰 출력 효율4. Larger output efficiency

LED들과 동등한 효율들 및 수명들에 의해, EFP 램프 장치들은 작은 플라스마 볼로부터 훨씬 더 우수한 광 농도 및 따라서 조명 및 시각 교란을 위한 LED 및 HID EFP 광보다 더 우수한 콜리메이션 및 포커싱 능력을 갖도록 설계될 수 있고, LED와 동등한 램프 수명의 현저한 증가에 의해 타겟으로의 광 투사시 숏-아크 램프 기술들의 수명을 초월하는 기술이다. EFP 광은 비-치명적 시각 교란에 대한 효율적인 조명 해결책을 제공하는 고체 상태의 고강도 광원이다. 그것은 에너지 효율적이고, 장기간 지속하며, 전체 스펙트럼이고, 타겟에서 다른 조명 기술들보다 더 밝다. Due to efficiencies and lifetimes equivalent to LEDs, EFP lamp devices are designed to have much better light densities from a small plasma ball and therefore better collimation and focusing capability than LED and HID EFP light for illumination and visual disturbance And is a technology that exceeds the lifetime of short-arc lamp technologies when projecting light to a target by a significant increase in lamp life equivalent to LEDs. EFP light is a solid-state, high-intensity light source that provides an efficient lighting solution for non-fatal visual disturbances. It is energy efficient, long lasting, full spectrum, and brighter than other lighting technologies on the target.

5. 비용 감소5. Cost reduction

저전력 및 단거리 디바이스에 대한 비용들은 다른 기술들에 비하여 비교적 낮다. 특히, EFP 소스는 큰 투자 수익률(ROI; return on investment) 및 더 낮은 총 소유 비용(TCO; total cost of ownership)을 초래하는 에너지 및 유지관리의 절약에 의해 더 낮은 수명 비용을 제공한다. The costs for low-power and short-range devices are relatively low compared to other technologies. In particular, EFP sources provide lower lifetime costs by conserving energy and maintenance resulting in greater return on investment (ROI) and lower total cost of ownership (TCO).

6. 우수한 광학계 콜리메이션6. Excellent optical system collimation

EFP 램프들은 도 16 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이 광 빔 경로에 그림자 또는 아티팩트들이 없다(즉, "블랙홀"을 제거한다). EFP lamps have no shadow or artifacts in the light beam path (i. E., Remove "black holes") as shown in Figs. 16A and 16B.

도 16 (A)는 조밀한 플라즈마 볼을 나타내는 EFP 램프의 광 패턴 및 투사 방향에서 모든 광을 방출하는 광의 포인트를 도시한다. 도 16 (B)는 전형적인 쇼트 아크 램프를 도시하는데, 이는 램프의 길이 방향에서 블랙홀 또는 그림자를 갖는 광을 방출한다. Figure 16 (A) shows the light pattern of the EFP lamp representing the dense plasma ball and the point of light emitting all light in the projection direction. Figure 16 (B) shows a typical short arc lamp, which emits light with black holes or shadows in the longitudinal direction of the lamp.

숏 아크 램프들(도 16(B))과 달리, EFP 램프들은 플라즈마 소스와 타겟 사이에 광학적 장애물이 없다. EFP 램프는 거의 완전한 점 광원을 발생한다. 이는 숏 아크 램프들에 의해 실용적이지 않은 캐소드 또는 애노드 배선 그림자들, 램프 그림자들, 무전극들, 배선들 또는 아티팩트들이 광 빔 경로에 없기 때문에 설계자에게 광 빔을 콜리메이팅 및 성형하도록 리플렉터 및 광학 렌즈들을 사용하기 위한 능력을 제공한다. 당업자는 "블랙홀"을 제거하는 설계 시사점을 이해할 것이다. Unlike the short arc lamps (Figure 16 (B)), the EFP lamps have no optical obstructions between the plasma source and the target. The EFP lamp generates an almost complete point source. This is because the cathodes or anode wiring shadows, lamp shadows, non-electrodes, wires, or artifacts that are not practical due to short arc lamps are not in the light beam path, And the ability to use them. Those skilled in the art will appreciate the design implications of eliminating "black holes. &Quot;

EFP 볼 광원의 더 작고 더 조밀하며 더 구형 특성은 광학계의 콜리메이션 설계 능력을 향상시킬 수 있고, 더 길고 더 고강도 빔을 발생한다. The smaller, denser and more spherical nature of the EFP ball light source can improve the collimation design capability of the optical system and produce longer, higher intensity beams.

7. 소형화7. Miniaturization

EFP 램프의 작은 크기는 더 소형화 디바이스들을 만들고, 광학계를 플라즈마 볼 소스에 더 근접하게 위치시킬 수 있다, 표 1 참조.The small size of the EFP lamp can make smaller devices and place the optical system closer to the plasma ball source, see Table 1.

쇼트 아크 램프 전구Short arc lamp bulb EFP 램프 전구EFP lamp bulb 75W = 90㎜ x 13㎜75 W = 90 mm x 13 mm 135W = 20㎜ x 10㎜ dia.135 W = 20 mm x 10 mm dia. 300W = 175㎜ x 25㎜300 W = 175 mm x 25 mm 235W = 20㎜ x 10㎜ dia.235 W = 20 mm x 10 mm dia. 500W = 234㎜ x 29㎜500 W = 234 mm x 29 mm 470W = 20㎜ x 10㎜ dia.470 W = 20 mm x 10 mm dia.

8. 우수한 광원 위치8. Excellent light source location

6개의 숏 아크 램프들 중 5개는 리플렉터를 이용할 때 콜리메이션에 이용가능한 광의 손실을 초래하는 충분히 축에서 벗어난 전극으로 제조되거나, 또는 원하는 초점에 전극의 중심을 맞추기 위해 정밀한 위치 조정이 필요하다. EFP 램프들에 의해, 플라즈마 볼은 마이크로파 마그네트론 또는 RF 공진기의 중심을 맞추는 물리적 성질(centering physics)에 기인하여 자동으로 중앙에 위치된다. Five of the six short arc lamps need to be manufactured with an off-axis electrode that results in a loss of light available for collimation when using a reflector, or precise positioning to center the electrode at the desired focus. With the EFP lamps, the plasma ball is automatically centered due to the centering physics of the microwave magnetron or RF resonator.

9. 효율적인 광 출력9. Efficient light output

관찰할 수 있는 바와 같이, 150W 크세논 숏 아크 램프에 사용된 동일한 양의 전력에 대해, EFP 램프는 3 내지 4배 많은 광을 발생한다, 표 2 참조. 대안적으로, 동일한 발광 출력에 대하여, EFP 램프 전력 소비는 숏 아크 램프의 전력 소비의 대략 1/3이다. 에너지 절감 외에도, 휴대용 배터리 애플리케이션에 대하여, 현저하게 낮은 전력 소비는 작은 배터리 용량의 요구, 감소된 배터리 크기, 및 더 가벼운 무게, 군사용 및 법 집행용 디바이스들에 대한 중요한 설계 관심사항에 대응한다. As can be observed, for the same amount of power used in a 150 W xenon short arc lamp, the EFP lamp generates 3 to 4 times more light, see Table 2. Alternatively, for the same emission power, the EFP lamp power consumption is approximately one-third of the power consumption of the short arc lamp. In addition to energy savings, for portable battery applications, the significantly lower power consumption corresponds to the demand for smaller battery capacity, reduced battery size, and lighter weight, important design concerns for military and law enforcement devices.

숏 아크 램프Short arc lamp EFP 램프EFP lamp 150W = 2,700lm150 W = 2,700 lm 135W = 10,500lm135 W = 10,500 lm 235W = 21,000lm235 W = 21,000 lm 500W = 16,000lm500 W = 16,000 lm 470W = 44,000lm470 W = 44,000 lm

EFP 램프의 에너지 변환은 와트 당 75루멘이거나 또는 다른 광학적 장점과 더 잘 조합되기 때문에, 동일한 크기 및 무게의 기기로 더 큰 시각 교란 거리가 달성될 수 있고, 숏 아크 램프를 이용하는 디바이스에 비해 동일 전력 소비 및 장치 패키지 크기에 대하여 10배만큼 큰 거리의 타겟 시각 교란 능력을 허용한다. Since the energy conversion of the EFP lamp is 75 lumens per watt or better combined with other optical advantages, larger visual disturbance distances can be achieved with devices of the same size and weight, and the same power Allowing a target visual disturbance capability of a distance 10 times greater than the consumption and device package size.

10. 우수한 턴다운 비율(turndown ratio)10. Excellent turndown ratio

숏 아크 램프는 단지 그들의 정격 출력의 50%까지 턴다운될 수 있는 반면, EFP 램프 출력들은 정력 출력의 20%까지 줄일 수 있다. 이는 EFP 램프를 이용하는 경우, 사용자 및 설계자에게 훨씬 많은 동작상 유연성을 제공한다. Short arc lamps can only be turned down to 50% of their rated output, while EFP lamp outputs can be reduced by 20% of the energetic output. This provides users and designers with greater operational flexibility when using EFP lamps.

11. 최적 스펙트럼 출력11. Optimum Spectral Output

인간의 눈에 대한 스펙트럼 범위는 대략 380-750 ㎚이다. 위의 스펙트럼 그래프(도 17)에서 알 수 있는 바와 같이, 크세논 숏 아크 램프는 적외선 범위에서 상당량의 에너지를 발생하며, 이는 시신경을 과도하게 자극하는 데 유용하지 않다. 따라서, 도 17의 바람직한 금속 할로겐화물 EFP 램프는, 더 효율적이고, 낭비되는 에너지가 적다. The spectral range for the human eye is approximately 380-750 nm. As can be seen from the above spectral graph (FIG. 17), xenon short arc lamps generate a significant amount of energy in the infrared range, which is not useful for over stimulating the optic nerve. Thus, the preferred metal halide EFP lamp of Figure 17 is more efficient and has less energy to waste.

12. 최소화된 열 관리12. Minimized thermal management

적절한 금속 할로겐화물 가스로 충전된 EFP 램프들의 선택은 상당량의 적외선 에너지를 발생하지 않고, 그래서, 소실되는 열이 훨씬 적고, 숏 아크 램프에 비해 열 관리 냉각 필요조건들이 최소화된다. EFP 램프 설계를 위한 열 관리 열 손실은 숏 아크 램프들에 필요한 강제 공냉에 비해 간단한 대류 핀(finned) 방열판들로 달성할 수 있다.The choice of EFP lamps filled with suitable metal halide gases does not generate significant amounts of infrared energy, so there is much less heat to dissipate and thermal management cooling requirements are minimized compared to short arc lamps. Thermal management for EFP lamp designs Heat losses can be achieved with simple convection finned heat sinks compared to forced air cooling for short arc lamps.

13. 용이하게 관리되는 전자기 간섭(EMI; Electromagnetic Interference)13. Easily managed Electromagnetic Interference (EMI)

숏 아크 램프들은 점화 동안 점화기로부터 아크 램프 전극들로부터 및 전극 양단의 초기 스파크로부터 전자기파들을 발생한다. 숏 아크 램프들은 광범위한 차폐를 필요로 하며, 차폐에 의해 광 빔의 방향으로 원하지 않는 EMI를 방출할 것이다. EFP 램프들로부터의 EMI는 EMI를 감소시키고, EMI 규정을 준수하는 범위에 걸쳐 주파수들을 확산시키도록 마이크로프로세서를 이용함으로써, 보다 용이하게 제어한다. Short arc lamps emit electromagnetic waves from the igniter to the arc lamp electrodes and from the initial spark across the electrodes during ignition. Short arc lamps require extensive shielding and will emit undesired EMI in the direction of the light beam by shielding. EMI from EFP lamps is easier to control by using a microprocessor to reduce EMI and to spread frequencies over a range that complies with EMI regulations.

14. 변조된(디머(Dimmer) 접근법) 광 출력14. Modulated (Dimmer Approach) Light Output

아이젠버그(Eisenberg)는 숏 아크 램프로부터의 광 출력을 순간적으로 증가시키는 전자 펄스의 이용을 교시한다. 이런 전극으로의 증가된 전류는 전극 마모, 즉 부식을 증가시키고, 램프 수명을 현저하게 감소시키는 단점을 갖고, 발생한 광 강도 및 광 품질을 모호하게 하는 램프 엔빌로프의 내부에 금속 침전들의 가능성을 증가시킨다. RF에 의해 구동되는 EFP 램프는 침식하는 전극이 없고, 펄스가 빔 강도의 변조를 달성하도록 요구되지 않기 때문에, 이런 문제를 갖지 않는다. Eisenberg teaches the use of electron pulses to instantaneously increase the light output from a short arc lamp. Increased currents to such electrodes have the disadvantage of increasing electrode wear, i.e., corrosion and significantly reducing lamp life, increasing the likelihood of metal deposits inside the lamp envelope to obscure the resulting light intensity and light quality . An EFP lamp driven by RF does not have this problem because there is no eroding electrode and the pulse is not required to achieve modulation of the beam intensity.

용도Usage

RF 모드의 동작 :RF mode operation:

1) 디바이스를 외부 전원 장치가 아닌 배터리에 연결1) Connect the device to a battery, not an external power supply

2) EFP 램프 기동 순서 단계들 : 2) EFP lamp startup sequence steps:

a. 전원 끄기/켜짐 - 예열 스위치 동작;a. Power off / on - warm-up switch action;

b. RF 전파 드라이버 증폭기 발생기에 전력을 공급함으로써 "예열 모드" RF 개시;b. RF Propagation Driver Initiate "Preheat Mode" RF by supplying power to the amplifier generator;

c. 주간 또는 야간 동작들을 선택(수동 선택 또는 광량계 및 원하는 경우 빔 강도를 결정하기 위해 결정된 거리);c. Select day or night operations (manually selected or distance determined to determine beam meter and beam intensity, if desired);

d. RF 공진기에 초기 전파 에너지를 인가; 및d. Applying initial propagation energy to the RF resonator; And

e. 플라즈마 광원을 발생하기 위해 램프 충전물을 여기시키도록 RF파 에너지를 증가.e. Increase the RF wave energy to excite the lamp filler to generate a plasma light source.

3) 시도된 시각 교란을 달성하기 위해 플라즈마 광원의 강도를 증가 및 감소시키도록 RF 전파를 변조(사전프로그래밍되거나 연산된 타겟 거리 및 광 레벨에 기초하여).3) Modulate RF propagation (based on pre-programmed or computed target distance and light level) to increase and decrease the intensity of the plasma light source to achieve an attempted visual disturbance.

4) 디바이스를 타겟의 눈에 조준4) Aim the device in the eye of the target.

5) 필요에 따른 배터리 연료 게이지를 모니터.5) Monitor battery fuel gauges as needed.

상술한 발명이 특정 실시예들 및 예시들에 관하여 설명되었지만, 다른 실시예가 본 명세서의 개시로부터 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 설명된 실시예들은 단지 예로서 제시되었고, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 사실, 본 명세서에 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 그 사상을 벗어나지 않고 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 다른 조합들, 생략들, 대체들 및 변형들은 본 명세서의 개시 내용을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 예시 또는 바람직한 실시예들에 의해 제한되도록 의도되지 않는다. 첨부된 청구범위는 예시적인 청구범위를 제공하고, 그의 균등물은 본 발명의 범위 및 사상의 범위 내에 있는 바와 같은 형태들 또는 수정들을 포함하도록 의도된다.Although the foregoing invention has been described with respect to specific embodiments and examples, other embodiments will be apparent to those skilled in the art from the disclosure of this specification. Furthermore, the described embodiments are presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. Indeed, the novel methods and systems described herein may be implemented in various other forms without departing from the spirit thereof. Accordingly, other combinations, omissions, substitutions, and modifications will be apparent to those skilled in the art in view of the disclosure herein. Accordingly, the present invention is not intended to be limited by the illustrative or preferred embodiments. It is intended that the appended claims provide the following claims and their equivalents are intended to cover such forms or modifications as are within the scope and spirit of the invention.

Claims (20)

하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들의 시신경을 과도하게 자극함으로써 상기 타겟 개체들의 활동을 방해하거나 감소시키는 방법으로서,
디바이스 내에 하우징된 전극프리 플라즈마 램프로부터 방출하는 고강도 비간섭성 광 빔을 제공하는 단계; 및
상기 타겟 개체들을 마주하거나 상기 디바이스에 관계가 없는 경우, 상기 하나 또는 둘 이상의 개체들에 상기 고강도 비간섭성 광 빔을 조사하는 단계 - 그에 의해 상기 타겟 개체들의 상기 시신경을 과도하게 자극하고, 상기 타겟 개체들 활동을 방해하거나 감소시킴 -를 포함하는 방법.
CLAIMS What is claimed is: 1. A method for preventing or reducing activity of target entities by over-stimulating the optic nerve of one or more target entities,
Providing a high intensity incoherent light beam emanating from an electrode pre-plasma lamp housed within the device; And
Irradiating the one or more entities with the high intensity incoherent light beam when the target entities are not facing or related to the device, thereby over-stimulating the optic nerve of the target entities, And interrupting or reducing activity of the individuals.
제1항에 있어서,
상기 전극프리 플라즈마 램프는 200㎚ 내지 1,500㎚의 범위로 고강도 비간섭성 광 빔을 발생하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode pre-plasma lamp generates a high intensity incoherent light beam in the range of 200 nm to 1,500 nm.
제1항에 있어서,
상기 전극프리 플라즈마 램프는 무전극 광 방출 플라즈마 램프, 무전극 고효율 플라즈마 램프, 전극프리 고강도 방전 램프, 무전극 레이저-구동 플라즈마 램프 및 전극프리 유도 플라즈마 램프로 구성된 그룹에서 선택되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode pre-plasma lamp is selected from the group consisting of an electrodeless light emitting plasma lamp, an electrodeless high efficiency plasma lamp, an electrode free high intensity discharge lamp, an electrodeless laser-driven plasma lamp, and an electrode-free induction plasma lamp.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔은 5㎜보다 작거나 같은 직경을 갖는 플라즈마 소스로부터 발생되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam is generated from a plasma source having a diameter less than or equal to 5 mm.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔은 평방 센티미터 당 0.1 내지 12루멘으로 상기 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들로 전달되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam is delivered to the one or more target entities at 0.1 to 12 lumens per square centimeter.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔은 평방 센티미터 당 0.5 내지 12루멘으로 상기 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들로 전달되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam is delivered to the one or more target entities at 0.5 to 12 lumens per square centimeter.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔 주파수는 380㎚ 내지 780㎚인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam frequency is from 380 nm to 780 nm.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔 주파수는 510㎚ 내지 560㎚인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam frequency is from 510 nm to 560 nm.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔 주파수는 300㎚ 내지 900㎚인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam frequency is from 300 nm to 900 nm.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔은 레이저 광, x-레이 방사선, 감마-레이 방사선, 마이크로파 방사선 및 무선 주파수 전파들로 구성된 그룹에서 선택된 전자기파들에 의해 여기된 플라즈마에 의해 발생되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high intensity incoherent light beam is generated by a plasma excited by electromagnetic waves selected from the group consisting of laser light, x-ray radiation, gamma-ray radiation, microwave radiation and radio frequency waves.
제1항에 있어서,
상기 전극프리 램프는 크세논, 아르곤, 크립톤, 수소, 금속 할로겐화물, 나트륨, 수은 및 황으로 구성된 그룹에서 선택된 가스로 충전되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode free lamp is charged with a gas selected from the group consisting of xenon, argon, krypton, hydrogen, metal halide, sodium, mercury and sulfur.
제1항에 있어서,
상기 고강도 비간섭성 광 빔의 출력 강도는 무작위 사이클 또는 고정된 사이클로 조정되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the output intensity of the high intensity incoherent light beam is adjusted to a random cycle or a fixed cycle.
제12항에 있어서,
상기 출력 강도는 초당 15회 보다 작게 증가 및 감소하는 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the output intensity is less than or equal to 15 per second.
제1항에 있어서,
약 440 ㎚ 이하의 주파수들을 감소하거나 제거하도록 상기 고강도 비간섭성 광 빔을 필터링하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising filtering the high intensity incoherent light beam to reduce or eliminate frequencies below about 440 nm.
제1항에 있어서,
상기 전극프리 플라즈마 램프는 감소된 UV 광 방출을 갖는 가스, 휘발성 금속 또는 금속염으로 충전되는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode pre-plasma lamp is charged with a gas, volatile metal or metal salt having reduced UV light emission.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 타겟들까지의 거리를 결정하는 단계 및 상기 하나 또는 둘 이상의 타겟들에서 평방 센티미터 당 원하는 루멘을 달성하도록 상기 고강도 비간섭성 광 빔을 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
Determining a distance to the one or more targets and adjusting the high intensity incoherent light beam to achieve a desired lumen per square centimeter in the one or more targets.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 타겟들에서 주변광(ambient light)을 결정하는 단계 및 상기 하나 또는 둘 이상의 타겟들에서 평방 센티미터 당 원하는 루멘을 달성하도록 상기 고강도 비간섭성 광 빔을 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
Determining ambient light in the one or more targets and adjusting the high intensity incoherent light beam to achieve a desired lumen per square centimeter in the one or more targets Way.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들은 하나 또는 둘 이상의 포유류, 파충류, 조류 또는 어류인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein said one or more target entities are one or more mammals, reptiles, algae or fish.
제18항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 포유류는 하나 또는 둘 이상의 인간인 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein said one or more mammals are one or more than two humans.
하나 또는 둘 이상의 타겟 개체들의 시신경을 과도하게 자극함으로써 상기 타겟 개체들의 활동을 방해하거나 감소시키는 장치로서,
광 빔을 전송하는 윈도우 개구를 갖고, 헤드부를 구비한 외부 하우징;
상기 헤드부에 장착되고 상기 윈도우 개구에 대향하는 광학계;
상기 윈도우 개구를 향하여 광을 콜리메이팅하도록 상기 광학계의 초점에 장착되며, 고강도 비간섭성 광 빔을 방출하는 하나 또는 둘 이상의 전극프리 램프들;
상기 하나 또는 둘 이상의 전극프리 램프들을 구동하는 전기 회로 수단 - 상기 전기 회로는 에너지 소스, 상기 에너지 소스(들)에 대한 플라즈마 램프 유도 커플링(들) 및 동작을 위한 제어들을 가짐 - 을 포함하는 장치.
An apparatus for interfering with or reducing activity of a target object by over-stimulating one or more target object's optic nerve,
An outer housing having a window opening for transmitting a light beam, the outer housing having a head portion;
An optical system mounted on the head portion and opposed to the window opening;
One or more electrode free lamps mounted at a focal point of the optical system to collimate light toward the window opening, the one or more electrode free lamps emitting a high intensity incoherent light beam;
Electrical circuit means for driving said one or more electrode free lamps, said electrical circuit comprising an energy source, a plasma lamp induction coupling (s) for said energy source (s) and controls for operation .
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