專利名稱：利用紫外輻射的搜索和救援的制作方法
利用紫外輻射的搜索和救援相關(guān)申請的交叉引用本申請是于2009年9月4日提交的發(fā)明名稱為“SEARCH AND RESCUE USINGULTRAVIOLET RADIATION”的美國專利申請N0.12/554, 527的部分延續(xù)申請案，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域中所知，紫外(UV)光是波長比可見光的波長短但比X射線的波長長的電磁輻射。UV光包括在100納米至400納米(nm)范圍之內(nèi)的波長和從3電子伏特至124電子伏特的能量。UV光由太陽、電弧和諸如不可見光等人造光源發(fā)出。作為電離輻射，UV源能夠引起會導(dǎo)致許多物質(zhì)發(fā)光或發(fā)熒光的化學反應(yīng)。雖然UV光是不可見光，但大多數(shù)人通過曬傷意識到UV輻射的效果。然而，UV光譜具有許多其它對人們的健康有利和有害的效果O能夠采用多種方式對UV輻射分類，包括將輻射波段分為以下波段:UV A 波段:400-320nm ；UV B 波段:32O-28Onm ;和UV C 波段:280-100nm。太陽發(fā)出UV A、UV B和UV C波段輻射；然而，地球大氣層的臭氧層吸收了該輻射的大約98.7%，主要為UV B和UV C波段。其它UV輻射的自然源包括閃電和火。也如本領(lǐng)域中所知，普通玻璃對于UV A波段輻射部分透明，但是對于UV B和UV C波段中的更短的UV波長不透明。取決于材料質(zhì)量(沒有雜質(zhì))，二氧化硅或石英玻璃能夠?qū)τ赨V C波段輻射透明，雖然窗玻璃通過大約90%的350nm以上的UV光，但阻擋90%以上的低于300nm的UV光。也如本領(lǐng)域中所知，UV C波段輻射對于人和普通相機、視頻設(shè)備和夜視系統(tǒng)是不可見的?，F(xiàn)有的UV檢測器通常包括諸如碳化硅或氮化鋁器件等的固態(tài)器件、或充氣管，來作為敏感元件。UV檢測器主要用于檢測人造光。例如，石化工業(yè)使用UV檢測器監(jiān)控在185-260nm范圍內(nèi)強烈福射的燃燒氫火焰。UV檢測器對于諸如碳氫化合物、金屬、硫、氫、肼和氨等燃燒化合物敏感。工業(yè)安全應(yīng)用采用UV檢測器來有效地檢測弧焊、電焊、照明和X射線。已將UV C波段照相機用作檢測從高壓電力線中的熱點放射的不可見電暈以識別潛在的毀壞性電弧(所謂的“跳火”)。這些照相機使用特殊石英或氟化鈣鏡頭并且具有分光路徑以處理和最終將可見光和UV光組合成可見圖像?？梢姽庋刂鴤鹘y(tǒng)攝像機路徑，同時UV光穿過UV C波段傳輸光路。然后UV光穿過日盲過濾器到達UV增強電荷耦合器件(I(XD)中。圖像復(fù)合導(dǎo)致不可見UV輻射呈現(xiàn)為作為標準視頻圖像上的覆層的可見光。典型地，照相機操作員在通過現(xiàn)場UV C波段照相機觀察UV C波段發(fā)射源時能夠看見UV C波段光子的亮云(bright cloud)。

發(fā)明內(nèi)容
在搜救被擊落或丟失的飛行員或在海上落水的人(MOB )、雪崩遇難者、失蹤的徒步旅行者和其它搜救場景期間，時間十分關(guān)鍵。由于遇難者迅速開始體溫下降、疲憊、水淹、危險地形或敵對勢力，可以用分鐘來衡量遇難者搜救的成功。在惡劣的環(huán)境條件下，救援隊可能不能定位佩帶有(或系有)需要視線來定位或追蹤的搜索輔助工具的遇難者。此外，許多搜索輔助工具幾乎不能從開闊海域中相對較遠的距離進行定位和跟蹤，并且當救援船改變方向并且試圖折回搜索時可能失去聯(lián)系。在夜晚時，處于平靜水中的閃光燈在小于I英里的距離之內(nèi)是適度可見的。不幸的是，當在白天期間和/或出現(xiàn)許多事故時的惡劣天氣中閃光燈的可見度降低。另外，當救援隊暫時失去遇難者的位置時，可能會失去在海上漂流和/或在陸地上移動(例如，為了避免區(qū)域中的危險情況和/或敵對勢力)的遇難者。洋流和海風會進一步阻礙人們的努力，使得失蹤的遇難者漂流較長距離。在搜索和救援操作期間能夠使用UV C波段輻射來克服這些問題中的許多問題。特別地，因為UV C波段檢測器是日盲的(地球大氣層阻擋UVC波段輻射)，所以UV C波段能夠用于包括室外和室內(nèi)、白天和夜晚的多種環(huán)境。此外，UV C波段輻射通常不受諸如雨和霧等嚴酷天氣以及塵埃的影響，因此能夠有效地用于這些其它有問題的情況下。另一有用的特征是水、土壤、雪和諸如人行道和墻壁等人造表面能夠良好地反射UV C波段輻射?？偟貋砜?，本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以用于搜索和救援操作來定位和追蹤失蹤的實體。更特別地，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)涉及使用UV C波段檢測器來定位和追蹤可貼在和/或系在失蹤的遇難者或財物上的UV C波段輻射源。本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以用于以克服常規(guī)技術(shù)中經(jīng)歷的許多問題的方式來支持搜索和救援功能。有利地，在救援隊要覆蓋相對長的距離的環(huán)境中(諸如試圖定位空難的失蹤遇難者，其中救援隊不能夠精確找到空難的確切位置)，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)能夠從相對遠的距離定位和追蹤失蹤實體。在一個實施例中，通過視線(即，沒有任何障礙物阻擋)、反射的和/或散布的空氣傳播的輻射的反射，低能量UV C波段輻射源可以在各個方向上在數(shù)英里內(nèi)可見。在另一實施例中，可以通過手持UV C波段成像儀觀察UV C波段輻射。在相同或不同的實施例中，救援設(shè)備可以適于并入本發(fā)明的系統(tǒng)。例如，發(fā)出大約400納米(nm)至大約700nm (諸如由發(fā)光二極管發(fā)出)范圍的可見光和/或700nm以上的紅外光的閃光燈可以適于并入UV C波段輻射源，UV C波段成像儀可以用于加速和簡化搜索與救援努力。在使用閃光燈的應(yīng)用中，可以去除或使用不會阻擋閃光燈發(fā)出的UV C波段輻射的另一材料代替一般會阻擋UV C波段輻射的玻璃或塑料閃光燈罩。在其它實例中，能夠使用不阻擋UV C波段輻射的另一材料來代替阻擋UV C波段輻射的閃光燈管材料。在一個方案中，用于搜索和救援的系統(tǒng)包括含有發(fā)出輻射的輻射源的救援信標，所發(fā)出的輻射的至少一部分包括紫外c波段輻射，并且包括用于檢測紫外c波段輻射的紫外C波段檢測器以使得能夠定位救援信標。在另外的實施例中，系統(tǒng)包括以下特征中的一個或多個:救援信標耦合到移動主體；輻射源是全向輻射源；大部分輻射是紫外c波段輻射；輻射源是發(fā)光二極管和氣體放電管中的至少一個；氣體放電管是疝或水銀放電管；紫外C波段檢測器是一位檢測器；其中有響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而振動的振動產(chǎn)生器；紫外C波段檢測器是成像儀；成像儀向用戶呈現(xiàn)圖像，該圖像包括表示所檢測到的紫外C波段輻射的紫外C波段部分和表示救援信標的環(huán)境的可見光部分。在另一方案中，用于搜索和救援的方法包括提供一種包括輻射源的救援信標，輻射的至少一部分包括紫外C波段輻射，并且使用紫外C波段檢測器來檢測紫外C波段輻射。該方法的另外的實施例包括以下特征中的一個或多個:救援信標耦合到移動主體；輻射源是全向輻射源；大部分輻射是紫外c波段輻射；輻射源是發(fā)光二極管和氣體放電管中的至少一個；氣體放電管是疝氣或水銀放電管；紫外C波段檢測器是一位檢測器；響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而產(chǎn)生振動刺激；紫外C波段檢測器是成像儀；該成像儀向用戶呈現(xiàn)圖像，該圖像包括表示所檢測到的紫外C波段輻射的紫外C波段部分和表示救援信標的環(huán)境的可見光部分。本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)不限于搜索和救援操作，這對本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。通過非限制性示例，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以用于定位和追蹤移動的和/或固定的信標以支持研究操作和/或商業(yè)化嘗試和/或組織功能。例如，UV輻射源可以貼于氣象氣球以支持氣象預(yù)報或貼于現(xiàn)場設(shè)備(field device)以追蹤可以由UV檢測器檢測的商業(yè)財物。


可以通過以下附圖的描述中更全面地理解以上特征和詳細描述，在附圖中:圖1是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的搜索和救援系統(tǒng)的實施例的圖形表示；圖2是其一部分包括UV C波段輻射的電磁光譜的圖形表示；圖3A是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的救援信標的實施例的圖形表不;圖3B是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的救援信標的另一實施例的圖形表示；圖3C是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的救援信標的又一實施例的圖形表示；圖3D是包括本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的實施例的搜索和救援環(huán)境的圖形表不;圖3E是可以使用本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的實施例的調(diào)查環(huán)境的圖形表示；圖3F是可以使用本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的實施例的又一搜索和救援環(huán)境的圖形表示；圖4是可以用于圖1的系統(tǒng)的紫外(UV)C波段成像儀的類型的實施例的圖形表示；以及圖5是本文所述的用于搜索和救援的發(fā)明方法的實施例的流程圖。圖6A是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的手持設(shè)備的實施例的截面圖6B是圖6A的在用戶手中產(chǎn)生振動刺激的手持設(shè)備的圖形表示；圖6C是圖6A的手持設(shè)備的另一實施例的近攝截面圖；圖7是具有窄視場的紫外c波段檢測器的圖形表示和示出當檢測器向輻射源轉(zhuǎn)動時檢測器的特定響應(yīng)行為的示圖；圖8A是耦合于電路的同步檢測器的實施例的圖形表示；圖8B是具有特定視場的同步檢測器的另一實施例的圖形表不;圖8C是同步檢測器和振動電機的又一實施例的電路圖；圖9A是用于紫外c波段檢測器的反射器的實施例的圖形表示；圖9B是圖9A的反射器的實施例的近攝圖；圖10至IOA是用于搜索和救援的方法的流程圖；以及圖11是用于包括操作模式的搜索和救援的另一方法的流程圖。
具體實施例方式在開始本文所述的本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)的詳細描述之前，對提供搜索和救援操作和使用諸如救生衣(可以包括可水下操作的閃光燈，可夾式射頻設(shè)備等)的傳統(tǒng)技術(shù)和搜索輔助工具以及諸如煙信號、鳴笛和閃光等其它方法所出現(xiàn)的問題的綜述可以是有用的。定位諸如被擊落的飛行員和/或落水的人(MOB)等遇難者的搜索和救援努力經(jīng)常遇到環(huán)境和程序上的障礙。特別地，搜索環(huán)境的障礙和表面特征能夠阻礙救援努力。例如，海洋上洶涌的海浪、陸地上崎嶇的地帶、嚴酷的天氣(包括雨和霧)和距離都能夠阻礙對于定位遇難者是必要的從定位器到遇難者的直接視線。諸如波浪上白色的浪花等其它表面特征能使遇難者變得模糊，使得救援隊特別難以發(fā)現(xiàn)遇難者，在搜索船調(diào)轉(zhuǎn)方向時的所謂“改變方向”操作期間，當救援隊看不見遇難者時會引起其它問題。參照圖1，根據(jù)本文所述的本發(fā)明的概念、系統(tǒng)和技術(shù)的實施例，用于搜索和救援的系統(tǒng)100包括含有發(fā)出輻射112的輻射源103的救援信標102，所發(fā)出的輻射102的至少一部分包括紫外C波段輻射，并且包括紫外c波段檢測器，用以檢測紫外c波段輻射以能夠定位救援信標102。紫外c波段輻射源103包括能發(fā)光的設(shè)備，所發(fā)的光包括在紫外c波段輻射范圍的光。參照示出電磁光譜255的圖2，在另一實施例中，發(fā)出的光的大部分(例如，發(fā)出的光的至少80%)相對于發(fā)出的處于紫外b波段252、紫外a波段254、可見范圍256和紅外范圍258的光處于電磁光譜255的紫外c波段范圍250之內(nèi)。如圖2中所能看到，雖然應(yīng)當注意紫外c波段輻射250能夠低至大約lOOnm，但紫外c波段輻射250處于大約200nm至大約280nm的范圍內(nèi)。再次參照圖1，作為非限制性示例，輻射源103可以包括諸如碳化硅或氮化鋁器件的固態(tài)器件、或充氣管。在另一非限制性示例中，紫外c波段輻射源103可以包括紫外c波段發(fā)光二極管或低壓或中壓疝氣和/或水銀氣體放電管。這樣的管可以包括成本低和使用壽命長的設(shè)備的閃光燈。其它輻射源包括激光二極管和其它類型的氣體放電管中的氣體混合物。紫外c波段輻射檢測器130包括能檢測包括紫外c波段輻射范圍的光在內(nèi)的光的設(shè)備。作為非限制性示例，檢測器130可以包括一位紫外c波段檢測器，其非限制性示例是由日本靜岡縣磐田市濱松光學株式會社制造的UVTron R2868，其能夠檢測處于大約185nm至大約260nm范圍內(nèi)的光。在另一實施例中，檢測器130包括紫外c波段成像儀，其非限制性示例是由以色列NesZiona的Ofil有限責任公司制造的DayCor Γ Superb，其為具有絕對日盲性能和高精確定位分辨率的靈敏雙光譜特性可見光和紫外c波段檢測裝置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，檢測器130不限于上述實施例并且能夠包括其它類型的紫外c波段輻射檢測器。在另一實施例中，紫外c波段檢測器130包括可與上述的一位UVTron檢測器類似的一位檢測器、以及響應(yīng)于檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生振動刺激的振動產(chǎn)生器。通過非限制性示例的方式，振動產(chǎn)生器可以是振動電機。振動產(chǎn)生器可以響應(yīng)于檢測到的紫外c波段輻射量而增強和/或減小振動刺激。例如，振動刺激可以響應(yīng)于相對較強的紫外C波段輻射源而增強。這樣的檢測器130可以包括在響應(yīng)于檢測到的紫外c波段輻射而振動的手持設(shè)備中。有利地，這樣的檢測器130相對簡單且成本較低，還能夠有效地將紫外c波段輻射的存在和/或位置傳遞給用戶。例如，當用戶將手持設(shè)備正好指向紫外c波段輻射源102時，檢測器130可以振動。在其它示例中，檢測器130可以響應(yīng)于散射的紫外c波段輻射(諸如由塵粒散射的輻射和/或反射的紫外c波段輻射,諸如水反射的輻射)而振動。雖然散射和反射的紫外c波段輻射不會表明紫外c波段輻射的精確源和位置，但是它能夠表明源的大致位置以縮窄搜索空間。在另外的實施例中，紫外c波段檢測器130還包括音頻產(chǎn)生器設(shè)備和/或視覺產(chǎn)生器設(shè)備，以響應(yīng)于檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生相應(yīng)的音頻和視覺刺激。這些設(shè)備還可以結(jié)合上述的振動產(chǎn) 生器設(shè)備。現(xiàn)在參照圖3A和3B，其中類似的元件具有類似的附圖標記，在另一實施例中，將包括紫外c波段輻射源303的救援信標302 (可類似于以上結(jié)合圖1描述的救援信標102和輻射源103)耦合至遇難者301所穿的救生衣305上(圖3A)。在其它實施例中，救援信標302可以耦合至救生圈或可被系307于遇難者301的可拋式人員落水標記器310上(圖3B)。多種方法可以用于將救援信標302耦合于這些設(shè)備，包括但不限于:提供諸如緊固件(包括鉚釘、夾子和訂書釘?shù)姆窍拗菩允纠?的機械設(shè)備、或諸如環(huán)氧樹脂的化學方法、或其組合。參照圖3C，其中圖3A和3B中的類似的元件具有類似的附圖標記，在另一實施例中，救援信標302是固定主體。如通過非限制性示例，該救援信標可以是插入地面317的桿315，諸如塔的永久支撐結(jié)構(gòu)或其它任意固定主體。在該實施例中，待救援遇難者301可以停留在救援信標302附近，這樣救援隊能夠定位遇難者301。在另一實施例中，救援信標302是移動主體。如通過非限制性示例，救援信標302可以是隨著表面波、洋流和/或由風力引起的漂流而移動的漂浮設(shè)備，或者可以將救援信標302耦合于移動的交通工具或移動的失蹤遇難者。在后一種情況，失蹤遇難者可以移動以避免敵對勢力尋找避難所、和/或避免不安全的環(huán)境條件(諸如陡峭地帶)。在相同或不同的實施例中，救援信標302可以暫時固定或只在特定時間或特定事件期間移動，例如由于不穩(wěn)定的地面所致。例如，救援信標302可能位于不穩(wěn)定的雪堆內(nèi)并可能在雪崩期間或由于冰或雪的下陷、融化和/或凍結(jié)而暫時移動。現(xiàn)在參照圖3D，其中圖3A和3B中的類似的元件具有類似的附圖標記，在另一實施例中，輻射源303是全向輻射源312。全向輻射源是在源周圍所有方向上發(fā)出基本上相等的光的輻射源。有利地，能夠從各種方向(包括從安裝在正向輻射源接近和/或正從輻射源后退的交通工具上的紫外c波段檢測器)檢測到這樣的輻射源。當結(jié)合紫外c波段輻射的反射特性時，不管輻射源是否處于救援交通工具319的視線318之內(nèi)都能夠檢測到輻射源303。如從圖3D中能夠看到，救援交通工具319與救援信標302之間的視線318被山頂321阻擋。然而，只要紫外c波段檢測器330的視場331的一部分與來自紫外c波段源303的傳輸?shù)淖贤鈉波段輻射307的一部分重疊333，就能檢測到救援信標302。本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)不限于搜索和救援操作中的應(yīng)用，這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。如通過非限制性示例，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以用于定位和追蹤移動的和/或固定的信標以支持調(diào)查操作和/或商業(yè)化嘗試和/或組織功能。現(xiàn)在參照圖3E，例如，包括UV輻射源383的信標382可以貼于氣象氣球387以支持氣象操作。在這個示例中，可以將UV檢測器380安裝于塔389上。在一個或多個商業(yè)化應(yīng)用中，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以用于追蹤財物。如貫穿本申請所描述的，紫外c波段輻射處于大約200nm至大約280nm的范圍內(nèi)。參照圖3F，有利地，這樣的發(fā)射光392不能由可見光檢測照相機395和/或包括本領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的單筒或雙筒望遠鏡397的其它光學設(shè)備檢測到。以這種方式，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)可以幫助阻撓典型地使用這些設(shè)備395、397的敵對勢力393試圖定位、捕捉和/或消滅諸如在墜機399中的被擊落的飛行員等失蹤的或被擊落的遇難者391?，F(xiàn)在參照圖4，在另一實施例中，本發(fā)明的概念、技術(shù)和系統(tǒng)包括能檢測由紫外c波段輻射源403發(fā)出的紫外c波段輻射源412和存在于環(huán)境490中的可見光的成像儀430。成像儀430在顯示設(shè)備432上產(chǎn)生包括所檢測到的紫外c波段輻射413和環(huán)境423的可視場景的圖像434。成像儀430可以包括由附圖標記455概括地表示的UV物鏡和/或變焦鏡頭、反射鏡和其它部件。在另一實施例中，將所檢測到的紫外c波段圖像413轉(zhuǎn)換415成顯示為所顯示的圖像434的可視分量433，可視分量433可以與存在于環(huán)境490中的其它顯示物體435重疊。以這種方式，救援隊能夠定位和跟蹤可與結(jié)合圖1所描述的救援信標102類似的救援信標402。現(xiàn)在參照圖5，用于搜索和救援的方法500包括提供包括紫外c波段輻射源的救援信標502以發(fā)出紫外c波段輻射，并使用紫外c波段檢測器來檢測紫外c波段輻射504。在另一實施例中，方法500包括提供輻射掃描儀來自動掃描和監(jiān)控寬廣的搜索區(qū)域，例如，救援船周圍的360度搜索區(qū)域。在相同的或不同的實施例中，方法500包括提供紫外c波段輻射反射器以將來自寬廣的搜索區(qū)域的紫外C波段輻射反射至紫外C波段檢測器。例如，該紫外C波段反射器可以包括能向該檢測器反射紫外C波段輻射的反射鏡。這樣的反射鏡可以可旋轉(zhuǎn)地耦合到上述掃描儀，以將來自所有方向的紫外C波段輻射基本上相等地反射向檢測器?，F(xiàn)在參照圖6A，在另一實施例中，用于搜索和救援操作的系統(tǒng)600包括能夠檢測輻射的紫外C波段輻射檢測器630 (可以與結(jié)合圖1描述的紫外C波段檢測器130相同或相似)、以及配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激(概括地由附圖標記652表示)的刺激產(chǎn)生器650。系統(tǒng)600能夠用于檢測由輻射源發(fā)出的紫外c波段輻射。在一些實施例中，紫外c波段輻射檢測器630配置為檢測由救援信標602發(fā)出的輻射(其大部分包括紫外c波段輻射)。救援信標602包括配置為發(fā)出紫外c波段輻射(概括地由附圖標記612表不)的福射源603。在一些實施例中，檢測器630包括光電氣體放電檢測器。有利地，光電氣體放電檢測器是日盲的(即，對紫外c波段輻射之外的輻射波段不敏感)并且不需要另外的過濾來去除諸如可見光等某些輻射。刺激652能夠包括但不限于體覺刺激、聲音刺激、視覺刺激或其組合。各種各樣的方法可以用于產(chǎn)生刺激652。例如，可以使用制造聲波的振動膜片來產(chǎn)生聲音刺激，可以使用發(fā)光二極管來產(chǎn)生視覺刺激等。紫外c波段輻射檢測器630對紫外c波段輻射612進行響應(yīng)，并且向刺激產(chǎn)生器650提供代表所述響應(yīng)的輸出信號632。刺激產(chǎn)生器650對輸出信號632進行處理，并且提供由用戶感覺的視覺、體覺和/或聽覺的刺激652。以這種方式，使用戶意識到環(huán)境中的紫外c波段輻射612的存在，尤其是搜索和救援信標602的紫外c波段輻射源603的存在。所檢測到的紫外c波段輻射可能是從除搜索和救援信標以外的源發(fā)出(或者可能是從一組搜索和救援信標中的一個發(fā)出)，然而，由于自然出現(xiàn)的紫外c波段輻射源的稀有性，任意檢測到的紫外c波段輻射極有可能是從搜索和救援信標602發(fā)出的。在一個特定實施例中，系統(tǒng)600用于掃描環(huán)境以定位紫外c波段福射源603。在這樣的實施例中，刺激產(chǎn)生器650可以取決于從輻射源630的接收到的輻射612的強/弱而以不同的強度提供刺激652，輻射612的強/弱可以受輻射源603距檢測器630的距離、和/或檢測器630相對于輻射源603的取向的影響。在一些實施例中，系統(tǒng)600可以安裝至由電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸和/或可旋轉(zhuǎn)三腳架軸，以自動掃描環(huán)境。現(xiàn)在參照圖6B并再次參照圖6A，在一個特定實施例中，系統(tǒng)600包括用于容納紫外c波段輻射檢測器630和刺激產(chǎn)生器650的手持設(shè)備601。用戶握持在一些實施例中包括細長主體651、使用戶能夠感覺到刺激652的手持設(shè)備601。 在一些實施例中，刺激652包括用于使手持設(shè)備601振動以通知用戶的振動刺激。然而，不應(yīng)該把系統(tǒng)600解釋為限于這樣的實施例。如通過非限制性示例的方式，其它類型的刺激產(chǎn)生設(shè)備包括并入服裝的那些設(shè)備(例如，并入背心的振動器)、耦合于便攜式設(shè)備和裝備的那些設(shè)備(例如，安裝于背包的聲音蜂鳴器)等?！嵤├梢园C電振動器,該機電振動器包括稱合于具有非均衡質(zhì)量的驅(qū)動軸的電機。在這里，當該非均衡質(zhì)量在驅(qū)動軸上旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生使手持設(shè)備601振動的振蕩機械能。現(xiàn)在參照示出系統(tǒng)600的實施例的近攝側(cè)視圖的圖6C并且再次參照圖6A，在一些實施例中，手持設(shè)備601包括細長主體651，細長主體651具有限定開口 623以將紫外c波段輻射612傳遞至檢測器630的端部621。細長主體651包括擴大(619A)和縮小(619B)以控制開口 623 (其可以被稱作孔徑)的尺寸的孔徑機構(gòu)619，由此分別增大和減小檢測器630的視場613 (由附圖標記613A和613B表示)。在又一其它實施例中，細長主體651沿徑向并朝向端部621擴大，以容納孔徑機構(gòu)619和/或增大視場613的范圍。有利地,在一種配置中，系統(tǒng)600可以用于檢測散布于環(huán)境中的且由紫外c波段福射源603發(fā)出的紫外c波段輻射612，以及確定紫外c波段輻射源603相對于持有手持設(shè)備651的用戶的位置的方向。例如，可以擴大孔徑623，使得檢測器630可以從相對于用戶的寬角度范圍檢測紫外c波段輻射612。在另一種配置中，在檢測到紫外c波段輻射612后，可以縮小孔徑623以使檢測器的視場613變窄，從而有助于定位紫外c波段輻射源603。系統(tǒng)600配置的這樣的組合能夠顯著地有助于搜索和救援操作，以及有助于期望或需要檢測、追蹤和/或定位物體的應(yīng)用。在另一實施例中，紫外c波段輻射檢測器630提供對應(yīng)于紫外c波段輻射612的存在(或，不存在)的二進制結(jié)果(即，第一結(jié)果或第二結(jié)果)。刺激產(chǎn)生器650接收該二進制結(jié)果，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生對應(yīng)于紫外c波段輻射612的存在的刺激652。在其它實施例中，紫外c波段輻射檢測器630配置為提供對應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射612的水平的一定范圍的值。刺激產(chǎn)生器650接收所提供的值，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生與所提供的值成比例的刺激。例如，刺激產(chǎn)生器650可以產(chǎn)生與所提供的值成比例的相對較強的刺激(例如，強振動)或相對較弱的刺激(例如，弱振動或不振動)。現(xiàn)在參照圖7，在另一實施例中，系統(tǒng)900的刺激產(chǎn)生器960提供對應(yīng)于一角度(概括地由附圖標記935表示)的刺激,該角度是表示搜索和救援信標902相對于由點U表示的用戶位置的方向D的軸線936與紫外c波段輻射檢測器930的視場913之間的角度。視場913表示檢測器930接收紫外c波段輻射的可視區(qū)域，并且可以細長手持主體901的縱軸965為中心。表示系統(tǒng)900對所檢測到的紫外c波段輻射的響應(yīng)955的圖形950具有表示在-180度到+180度范圍內(nèi)的角935的水平軸950A和表示由刺激產(chǎn)生器960產(chǎn)生的刺激強度(以任意單位)的垂直軸950B。如圖7中可見，由于系統(tǒng)900繞點U朝向搜索和救援信標902從角度α I旋轉(zhuǎn)至角度α2 (即，從大約90度至45度，其中軸線936表示O度，SP，對齊方向D和縱軸965)，刺激產(chǎn)生器960對應(yīng)地產(chǎn)生從響應(yīng)955的點955Α至點955Β所表示的更強的刺激。以這種方式,系統(tǒng)900可以通過追蹤系統(tǒng)900 (例如，通過握持和移動系統(tǒng)900)和接收動態(tài)響應(yīng)955來用于確定搜索和救援信標902相對于用戶位置U的方向D。響應(yīng)955不需要與如圖7中示出的角度935線性相關(guān)，并且可以包括其它類型的響應(yīng)行為，諸如趨于增強響應(yīng)955 (例如，與角度935指數(shù)相關(guān)的響應(yīng))和/或趨于減弱響應(yīng)955的那些響應(yīng)行為?，F(xiàn)在參照圖8Α，在另一實施例中，系統(tǒng)700包括至少兩個紫外c波段檢測器(例如，第一紫外c波段輻射檢測器730A和第二紫外c波段輻射檢測器730B)。第一和第二紫外c波段輻射檢測器730A、730B耦合至電路760。電路760使第一和第二紫外c波段輻射檢測器730A和730B同步。在一些實施例中，第一紫外c波段輻射檢測器730A包括第一光電氣體放電檢測器，第二紫外c波段福射檢測器730B包括第二光電氣體放電檢測器。第一和第二光電氣體放電檢測器耦合至電路760以使檢測器730A、730B的氣體充電和放電同步。在一個特定實施例中，第一紫外c波段輻射檢測器730A包括提供第一輸出信號733A的輸出端口 732A和提供第二輸出信號735A的輸出端口 734A。第一和第二輸出信號733A、735A可以表示檢測器730A的相應(yīng)的陰極電極和陽極電極信號，并且與在檢測器730A處接收的紫外C波段輻射成比例。第二紫外c波段輻射檢測器730B包括提供第三輸出信號733B的輸出端口 732B和提供第四輸出信號735B的輸出端口 734B。第三和第四輸出信號733B、735B可以表示檢測器730B的相應(yīng)的陰極電極和陽極電極信號，并且與在檢測器730B處接收的紫外c波段輻射成比例。電路760的第一輸出762響應(yīng)于耦合的第二和第四輸出信號735A、735B (B卩，陰極電極信號)，電路760的第二輸出764響應(yīng)于耦合的第一和第三輸出信號733A、733B (BP,陽極電極信號)。以這種方式，可以說使檢測器760A、760B的相應(yīng)的輸出信號(733A、735A、733B、735B)同步。有利地，這樣的配置可以通過減小和/或消除來自不同步的檢測器的氣體放電發(fā)射的干擾來增強系統(tǒng)700的靈敏度和和可靠性。此外，兩個或多個紫外c波段輻射檢測器(例如，檢測器730A，730B)能夠提供增大的用于檢測輻射的表面區(qū)域，以能夠提高系統(tǒng)700的靈敏度。因此，系統(tǒng)700能夠用于檢測在相對較遠的距離和/或由相對較弱的輻射源發(fā)出的紫外c波段輻射。此外，檢測器(例如，檢測器730A、730B)能夠布置為接收來自各種期望方向、視場范圍內(nèi)的輻射。例如，在360度的視場，270度的視場等。多個同步的紫外c波段輻射檢測器的其它優(yōu)勢包括減小了電噪聲，從而可以得到更可靠、更精確的檢測。例如，每個檢測器730能夠顯示由檢測器電極的熱效應(yīng)所引起的至少一部分的電噪聲。然而，因為每個檢測器730是由統(tǒng)計上不相關(guān)的熱效應(yīng)激發(fā)的，所以能夠減少和/或最小化來自每個檢測器730的電噪聲分量的總和(即，電噪聲分量的一部分瞬時高于零均值(mean-zero),電噪聲分量的另一部分瞬時低于零均值)。因此，平均而言，對于檢測器730數(shù)量的每次加倍，電噪聲分量的總和能夠降低多達3dB。例如，與單個紫外c波段輻射檢測器相比，兩個紫外c波段輻射檢測器730能夠降低電背景噪聲的熱誘導(dǎo)分量多達3dB，四個紫外c波段輻射檢測器730能夠降低電背景噪聲多達6dB，8個紫外c波段輻射檢測器730能夠降低電背景噪聲多達9dB等。在圖SB中示出的一個特定檢測器布置中，第一檢測器730A'、第二檢測器730B'和第三檢測器730C'同步地耦合至電路76(V，第一檢測器730A'平行于第一方向737A設(shè)置于平面799上以向從第一方向737A接收的輻射提供方向性靈敏度，第二檢測器730B'平行于與第一方向737A正交的第二方向737B設(shè)置于平面799上以向從第二方向737B接收的輻射提供方向性靈敏度，第三檢測器730C'平行于與第一方向737A相反的第三方向737C設(shè)置于平面799上以向從第三方向737C接收的輻射提供方向性靈敏度。以這種方式，第一、第二和第三檢測器730A' ,730 ,'和730C'能夠提供關(guān)于對齊點P的大約等于270度的檢測器視場713?，F(xiàn)在參照圖SC，在同步檢測器(概括地由附圖標記730"表示)的一個特定實施例中，耦合于檢測器730 "的電路760 "包括信號調(diào)理板739，信號調(diào)理板739配置為在相應(yīng)的輸入端口 764'和762'接收耦合的陽極信號733"和耦合的陰極信號735"。應(yīng)當注意，雖然圖8C中示出了三個紫外c波段檢測器730"，但是當然也可以根據(jù)特定應(yīng)用的需要而使用任意數(shù)量的紫外c波段檢測器。電路760 "可以耦合到提供電力的電池770或其它電源、以及起動/停用電路760"的電力開關(guān)772。微控制器單元(MCU) 744和/或脈寬調(diào)制器(PWM)單元776可以耦合到信號調(diào)理板739。MCU和PWM單元配置為產(chǎn)生輸出控制信號775、777以控制振動電機790的速度，從而產(chǎn)生可以被用戶感覺到的振動。電路760"可以使用另外的部件，諸如NMOS788和/或一個或多個整流二極管779?，F(xiàn)在參照圖9A，在另外的實施例中，系統(tǒng)800包括反射器880以將在其上入射的紫外c波段輻射反射到紫外c波段輻射檢測器830附近。在一些實施例中，檢測器880設(shè)置于細長主體801的端部821。圖9B示出了反射器880的一個特定實施例的近攝圖，反射器880具有凹反射表面882，凹反射表面882將所接收的紫外c波段輻射812反射(和聚焦)到沿對齊軸895布置的一個或多個紫外c波段檢測器(概括地由附圖標記830'表示)附近。反射器880可以垂直于細長主體801的縱軸865延長。有利地，反射器880提供相對較大的反射表面882以接收和聚焦多個檢測器830附近的輻射，從而能夠增強系統(tǒng)800的靈敏度。然而，應(yīng)當注意，系統(tǒng)800不限于圖9A中示出的4個檢測器830和反射器880的類型，而是可以包括任意數(shù)量的檢測器/反射器配置以適合特定應(yīng)用的需要。例如，某些配置可以增強對相對較小量的輻射、散布在環(huán)境中的輻射、和/或來自相對較窄的視場的輻射的檢測(例如，精確找到輻射源的位置)。這些配置可以包括具有凹面的反射器或一組具有凹面和/或凸面的反射器?，F(xiàn)在參照圖10，在一個方案中，搜索和救援方法1000包括:在步驟1002中，檢測由搜索和救援信標發(fā)出的紫外c波段輻射，并且在步驟1004中，響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激以通知用戶?，F(xiàn)在參照圖10A，在另一實施例中，方法100(V包括:在步驟1012中，使用多個檢測器檢測紫外c波段輻射，并且在步驟1014中，使檢測器(其可以包括光電氣體放電檢測器)的輸出同步以降低、最小化和/或消除檢測器之間的干擾。在相同或不同實施例中，方法100(V包括:在步驟1016中，產(chǎn)生振動刺激以振動手持設(shè)備。振動刺激的幅度可以對應(yīng)于一角度，該角度為表示搜索和救援信標相對于用戶位置的方向的軸線與一個或多個紫外c波段輻射檢測器的視場之間的角度?，F(xiàn)在參照圖11，在一些實施例中，方法1100包括:在步驟1102中，檢測散布在環(huán)境中的紫外c波段輻射并且響應(yīng)于所檢測到的散布的輻射而產(chǎn)生刺激。這可以與檢測器監(jiān)控環(huán)境中的由目標搜索和救援信標發(fā)出的紫外c波段輻射的被動監(jiān)聽模式相關(guān)聯(lián)。一旦在判定框1103處檢測到，該檢測器就可以向用戶發(fā)出警報/通知用戶。在步驟1104中，通過使用具有窄搜索視場(即，窄視場)的檢測器主動移動和追蹤紫外c波段輻射，來確定搜索和救援信標的位置。這可以稱為主動參與模式，在該主動參與模式中期望定位(并且可能地檢索)搜索和救援信標。刺激產(chǎn)生器可以產(chǎn)生具有對應(yīng)于檢測器的視場與搜索和救援信標的方向的匹配程度的幅度的刺激。現(xiàn)在應(yīng)當理解，根據(jù)本公開內(nèi)容，系統(tǒng)包括能夠在搜索和救援操作期間檢測輻射的紫外c波段輻射檢測器以及配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激的刺激產(chǎn)生器，其中所述輻射的至少一部分包括紫外C波段輻射。所述系統(tǒng)還包括以下特征中的一個或多個:其中紫外C波段輻射檢測器是光電氣體放電檢測器；其中刺激包括體覺刺激、聲刺激或視覺刺激中的至少一項；其中體覺刺激包括振動刺激；用于容納紫外C波段輻射檢測器和刺激產(chǎn)生器的主體，其中刺激產(chǎn)生器配置為響應(yīng)于所檢測到的由搜索和救援信標發(fā)出的紫外C波段輻射而使所述主體振動，所述振動的幅度對應(yīng)于搜索和救援信標相對于所述主體的縱軸的方向；其中紫外C波段輻射檢測器包括第一紫外C波段輻射檢測器、第二紫外C波段輻射檢測器、以及用于使第一和第二紫外C波段輻射檢測器同步的電路；救援信標包括發(fā)出輻射的輻射源；其中輻射源是全向輻射源；用于容納紫外C波段輻射檢測器和刺激產(chǎn)生器的細長主體，設(shè)置在細長主體的端部的紫外C波段輻射檢測器；設(shè)置在紫外C波段檢測器附近的細長主體的端部的反射器，所述反射器用于將在其上入射的紫外C波段輻射反射到紫外C波段檢測器附近；其中紫外C波段檢測器包括第一紫外C波段檢測器和第二紫外C波段檢測器，第一和第二紫外C波段檢測器沿一軸線設(shè)置，所述反射器將紫外C波段輻射聚焦于所述軸線?，F(xiàn)在還應(yīng)當理解，根據(jù)本公開內(nèi)容，手持設(shè)備包括:紫外c波段輻射檢測器，能夠在搜索和救援操作期間檢測輻射，所述輻射的至少一部分包括紫外C波段輻射；刺激產(chǎn)生器，配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而產(chǎn)生刺激；以及細長主體，用于容納所述紫外C波段輻射檢測器和所述刺激產(chǎn)生器，其中，所述刺激產(chǎn)生器配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而使所述細長主體振動。所述手持設(shè)備可以包括以下特征中的一個或多個:其中紫外C波段輻射檢測器包括第一紫外C波段輻射檢測器、第二紫外C波段輻射檢測器以及耦合到第一和紫外C波段輻射檢測器的電路，其中所述電路使第一紫外C波段輻射檢測器和第二紫外C波段輻射檢測器同步；其中刺激產(chǎn)生器配置為對應(yīng)于發(fā)出紫外C波段輻射的源相對于細長主體的縱軸的方向而使細長主體振動?，F(xiàn)在還應(yīng)當理解，根據(jù)本公開內(nèi)容，搜索和救援的方法包括檢測由搜索和救援信標發(fā)出的紫外C波段輻射；以及響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而產(chǎn)生刺激以通知用戶。所述方法還可以包括以下特征中的一個或多個:其中使用光電氣體放電檢測器來檢測紫外C波段輻射；其中使用第一紫外C波段輻射檢測器和第二紫外C波段輻射檢測器來檢測紫外C波段輻射，還包括使第一和第二紫外C波段輻射檢測器同步；其中產(chǎn)生刺激包括:產(chǎn)生振動刺激以使手持設(shè)備振動；其中檢測紫外C波段輻射還包括:使得能夠確定搜索和救援信標相對于用戶位置的方向；其中刺激產(chǎn)生器提供對應(yīng)于一角度的刺激，所述角度為表示搜索和救援信標相對于用戶位置的方向的軸線與紫外C波段輻射檢測器的視場之間的角度；其中紫外C波段輻射檢測器的視場沿用于容納紫外C波段輻射檢測器的細長主體的縱軸而取向。已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施例，還可以使用并入其概念的其它實施例，現(xiàn)在這將對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。本文含有的實施例不應(yīng)當限于所公開的實施例，而應(yīng)當只受所附權(quán)利要求的精神和范圍的限制。本文引用的所有公開文獻和參考文獻通過整體引用而明確地并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括: 紫外C波段輻射檢測器，使得能夠在搜索和救援操作期間檢測輻射，所述輻射的至少一部分包括紫外c波段輻射；以及 刺激產(chǎn)生器，配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中:所述紫外c波段輻射檢測器是光電氣體放電檢測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中:所述刺激包括以下至少一項:體覺刺激、聲刺激或視覺刺激。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中:所述體覺刺激包括振動刺激。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 用于容納所述紫外c波段輻射檢測器和所述刺激產(chǎn)生器的主體， 其中，所述刺激產(chǎn)生器配置為響應(yīng)于所檢測到的由搜索和救援信標發(fā)出的紫外c波段輻射而使所述主體振動，所述振動的幅度對應(yīng)于所述搜索和救援信標相對于所述主體的縱軸的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述紫外c波段輻射檢測器包括: 第一紫外c波段輻射檢測器； 第二紫外C波段輻射檢測器；以及 電路，用于使所述第一和第二紫外C波段輻射檢測器同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 救援信標，包括: 發(fā)出所述輻射的輻射源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中:所述輻射源是全向輻射源。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 細長主體，用于容納所述紫外c波段輻射檢測器和所述刺激產(chǎn)生器，所述紫外c波段輻射檢測器設(shè)置在所述細長主體的端部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括: 反射器，設(shè)置在所述紫外c波段檢測器附近的所述細長主體的所述端部，所述反射器用于將在其上入射的紫外C波段輻射反射到所述紫外C波段檢測器附近。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中:所述紫外c波段檢測器包括第一紫外c波段檢測器和第二紫外c波段檢測器，所述第一和第二紫外c波段檢測器沿一軸線設(shè)置，所述反射器將所述紫外c波段輻射聚焦于所述軸線。
12.—種手持設(shè)備,包括: 紫外c波段輻射檢測器，能夠在搜索和救援操作期間檢測輻射，所述輻射的至少一部分包括紫外c波段福射； 刺激產(chǎn)生器，配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而產(chǎn)生刺激；以及 細長主體，用于容納所述紫外C波段輻射檢測器和所述刺激產(chǎn)生器， 其中，所述刺激產(chǎn)生器配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外C波段輻射而使所述細長主體振動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手持設(shè)備，其中，所述紫外c波段輻射檢測器包括:第一紫外C波段輻射檢測器； 第二紫外C波段輻射檢測器；以及 電路，耦合到所述第一和第二紫外C波段輻射檢測器，其中所述電路使所述第一紫外C波段輻射檢測器和所述第二紫外C波段輻射檢測器同步。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手持設(shè)備，其中:所述刺激產(chǎn)生器配置為對應(yīng)于發(fā)出所述紫外c波段輻射的源相對于所述細長主體的縱軸的方向而使所述細長主體振動。
15.一種搜索和救援方法，包括: 檢測由搜索和救援信標發(fā)出的紫外c波段輻射；以及 響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激以通知用戶。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中:使用光電氣體放電檢測器檢測所述紫外c波段輻射。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中:使用第一紫外c波段輻射檢測器和第二紫外c波段輻射檢測器來檢測所述紫外c波段輻射，還包括: 使所述第一和第二紫外c波段輻射檢測器同步。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，產(chǎn)生刺激包括: 產(chǎn)生振動刺激以使手持設(shè)備振動。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，檢測紫外c波段輻射還包括: 使得能夠確定所述搜索和救援信標相對于用戶位置的方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述刺激產(chǎn)生器提供對應(yīng)于一角度的所述刺激，所述角度為表示所述搜索和救援信標相對于所述用戶位置的所述方向的軸線與紫外c波段輻射檢測器的視場之間的角度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述紫外c波段輻射檢測器的所述視場沿用于容納所述紫外c波段輻射檢測器的細長主體的縱軸而取向。
全文摘要
一種系統(tǒng)包括能夠在搜索和救援操作期間檢測輻射的紫外c波段輻射探測器、以及配置為響應(yīng)于所檢測到的紫外c波段輻射而產(chǎn)生刺激的刺激產(chǎn)生器，其中所述輻射的至少一部分包括紫外c波段輻射。進一步的實施例可以包括多個同步的c波段檢測器，以增強系統(tǒng)靈敏度，且有助于對相對較弱的輻射源、相對較遠的源和/或散布在環(huán)境中的輻射的檢測。
文檔編號G01S17/46GK103180750SQ201180049147
公開日2013年6月26日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者J·G·威策爾, E·M·內(nèi)加圖, T·J·福恩布洛克 申請人:雷聲公司