(57)【要約】  レーザーダイオード（４）を備えた励起光線（５）を放射するための手段を含む筐体（３）を備える、物品を見出す手助けをするための機器である。本機器はまた、ゴルフボール（２）から、該ボール（２）の蛍光塗料によって送り返される返却光線（８）を受光するための、受光レンズ（９）の形態の手段、およびレシーバ（１０）であるレシーバも持っている。装置（１）はまた、返却光線（８）から入射日光をろ過するための２つのフィルタ（１１、１２）の形態の返却光線ろ過手段も備えている。装置はまた、フィルタ（１１、１２）を通過し、最終的には、ゴルフボール（２）が装置（１）によって検知されたことを表示するための電子ブザーおよび点滅灯の形態の表示手段（１８）へも通過する信号を処理するための処理手段（１５）も備えている。
2008510958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の位置を突き止めるための機器であって、
位置を突き止めるべき前記物品を含む一般領域を照らせる電磁放射の光源、
前記物品に関連付けられており前記放射に応答するアブソーバ、
前記物品に関連付けられており前記アブソーバによる吸収に応答するエミッタ、および
前記エミッタによる放射を検出でき前記物品の位置を知らせる出力を提供できる検出器、
を備えることを特徴とする機器。
【請求項２】
前記光源は赤外線および／または紫外線帯域の電磁放射を放射することを特徴とする、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記光源は前記光源によって放射される電磁放射を集中させて方向性光線にするための集中素子をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の機器。
【請求項４】
前記集中素子はコリメータであることを特徴とする、請求項３に記載の機器。
【請求項５】
前記光源は１５ｍｍから２５ｍｍの間の幅で前記方向性光線を拡張するための光線拡張器をさらに備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の機器。
【請求項６】
前記光源は、前記光源によって放射される前記電磁放射の方向に対して４５°の角度をつけて搭載されているフィルタおよび／またはホットミラーをさらに備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の機器。
【請求項７】
前記検出器は少なくとも１つのバンドパスフィルタおよび少なくとも１つの波長パスフィルタを備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の機器。
【請求項８】
前記少なくとも１つのバンドパスフィルタはバンドパス干渉フィルタであり、前記波長パスフィルタは着色ガラスフィルタであることを特徴とする、請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記検出器は開口部停止帯および受光レンズをさらに備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の機器。
【請求項１０】
前記開口部停止帯は可変絞りであり、前記受光レンズは約５０ｍｍから１５０ｍｍの焦点長さを持つことを特徴とする、請求項９に記載の機器。
【請求項１１】
前記受光レンズは、前記検出器の上に前記物品の実際の画像を形成するような形状、大きさ、および配置とされており、前記画像は０．５ｍｍから５ｍｍの間の大きさであることを特徴とする、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記機器は、前記検出器に接続されて前記検出器の出力を約０．５から１０ボルトに増幅するための増幅器をさらに備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の機器。
【請求項１３】
前記増幅器はトランスインピーダンス増幅器であることを特徴とする、請求項１２に記載の機器。
【請求項１４】
前記機器は前記光源に接続された信号発生器をさらに備え、前記信号発生器は前記光源によって放射される電磁放射を所定の周波数でパルス化することを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の機器。
【請求項１５】
前記機器は表示器に接続されている位相感知性増幅器をさらに備えており、前記位相感知性増幅器は前記検出器の出力を直流信号に変換し、前記直流電流は前記表示器を通電することを特徴とする、請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記表示器は少なくとも１つの視覚的刺激および／または少なくとも１つの聴覚的刺激を備えることを特徴とする、請求項１５に記載の機器。
【請求項１７】
前記視覚的刺激は点滅ＬＥＤの形態であり、前記聴覚的刺激は電子ブザーまたはブザーの形態であることを特徴とする、請求項１６に記載の機器。
【請求項１８】
前記光源はレーザーダイオードまたは高電力ＬＥＤであり、前記検出器は光検出器であることを特徴とする、請求項１から１７のいずれかに記載の機器。
【請求項１９】
前記アブソーバおよび前記エミッタは前記物品の外側表面に設けられた蛍光材料からなることを特徴とする、請求項１から１８のいずれかに記載の機器。
【請求項２０】
前記蛍光材料は赤外線および／または紫外線帯域で強力に吸収を行うように選択されることを特徴とする、請求項１９に記載の機器。
【請求項２１】
前記蛍光材料は蛍光塗料であることを特徴とする、請求項１９に記載の機器。
【請求項２２】
前記蛍光塗料は、３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニンまたは１．１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニンであることを特徴とする、請求項２１に記載の機器。
【請求項２３】
物品の位置を突き止めるための方法であって、
前記物品に、選択された周波数の入射電磁放射を吸収するように選択されたアブソーバを提供する工程、
前記物品に、前記入射放射により前記アブソーバが照らされたことに応答して電磁放射を発するように選択されたエミッタを提供する工程、および
前記発せられた放射を検出する工程、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記方法は、前記物品を放射光源で積極的に照らす工程をさらに具備することを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記物品に前記アブソーバおよび前記エミッタを提供する工程は、前記物品を特徴的な周波数を持つ蛍光材料でコーティングする工程を具備することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記蛍光材料は赤外線および／または紫外線帯域で強力に吸収を行うように選択されることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記蛍光材料は蛍光塗料であることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記蛍光塗料は３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニンまたは１，１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニンであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アブソーバを照らすために探索領域全体にわたって前記入射電磁放射を振り動かす工程をさらに具備することを特徴とする、請求項２３から２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記入射電磁放射は所定の周波数でパルス化されていることを特徴とする、請求項２３から２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記検出する工程は、前記検出された放射をろ過する工程をさらに具備し、前記ろ過する工程は特徴的な周波数外の放射を積極的に減らす工程を具備することを特徴とする、請求項２４から３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記発せられた放射を検出した際にユーザーに知らせる工程をさらに具備することを特徴とする、請求項２３から３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記知らせる工程は視覚的刺激および／または聴覚的刺激を提供する工程を具備することを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記視覚的刺激は点滅ＬＥＤの形態であり、前記聴覚的刺激は電子ブザーまたはブザーの形態であることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の発見を手助けするための機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフコースは一般にラフなフェアウェイならびに刈り込まれたフェアウェイおよびグリーンを備えている。通常、ゴルフプレイヤーの目標はフェアウェイおよびグリーンに自分のボールを維持することであるが、このようなことが常に起こるわけではない。時々、特にドライブ（強打）の後、ボールはラフに打ち込まれる。ラフは一般に長い草および少なくとも数インチの高さの藪を備えている。特に過酷な状況では、ラフは６インチもの長さであり得る。
【０００３】
しかしながら、ゴルフボールの直径は２インチまたは５０ミリメートル未満であり、その結果、ボールがラフに生えている、最も高い草の根元にあると見えにくくなる。従って、遠距離からは、ラフにあるボールはティーからフェアウェイに歩み入るゴルファーの目には見えない場合がある。
【０００４】
ラフでとまったボールを捜すというこのような問題は何世代にもわたってゴルファーを悩ませてきた。ボールを捜すために多くの時間とエネルギーが浪費されており、このことはまたプレーを遅らせもしている。現代のゴルフコースでは、プレイヤーはコースの進行係によって積極的に管理される。このような事情のため、プレイヤーはそれぞれのホールでは限られた長さのプレー時間しかない。そのため、もしプレイヤーがラフにボールを打ち込むと、ボールを探し当てる時間はあまりない。
【０００５】
加えて、ゴルフプレイヤーがゴルフボールを紛失すると、わずかとはいえない経済的な損失に見舞われる。このことは、特に現世代の高技術ゴルフボールの場合にあてはまる。多くのプレイヤーは、たとえ付き合いとか会員のプレイヤーであっても、距離または打球感で競争する上での利点が得られるであろうと期待できるボールを選ぶ。しかしながら、このような技術は非常に費用が高く付き、ゴルファーにとって１個が１０から１５ドルもするゴルフボールでプレーすることはまれなことではない。
【０００６】
ゴルフボールを見出す問題は、ボールが丈の長い草のなかに打ち込まれた場合にのみ起こるわけではない。時々、ボールはぬかるんだまたはねばついた地面にはまり込んで見えにくくなり得る。これは、ゴルフボールの表面のほとんどが地面に埋もれてしまい非常に小さい面積だけしか露出したままとならないからである。
【０００７】
さらに時々、ボールは例えば浅い水中にあるウォーターハザードにも着地し得、見えにくくなり得る。さらに、たとえ水が浅かったとしても、ボールは雑草などによって部分的に隠される場合がある。ボールはまた泥によって部分的に覆われる場合もある。
【０００８】
明らかに、もしこれらのゴルフボールを見出して回収する手助けをするであろう装置が考案できれば有利であろう。かかる装置はゴルファーに多大な労力を省かせることになるであろう。かかる装置はまたゴルファーに多くのお金を節約させることにもなるであろう。
【０００９】
さらにしばしば、人々は海で行方不明となり、救難を待つ間ライフジャケットによって漂流したまま海で浮かんだままの状態となる。特に暗闇でまた荒れた嵐のような状況では海に漂流している人物を見出すことはまぎれもなく困難である。現在の救難技術は、ヘリコプターなどから目によるまたは双眼鏡による実際の目視で海中の人物の所在を突き止める救助隊に依存している。この技術の限界は十分に認識されてきた。人物の所在を突き止めてかれらの位置が特定された後、これらの人物は海中のボートによりまたは空中から物理的に引き上げられる。
【００１０】
明らかに、もし海で人物の位置を突き止める方法が考案できれば有利であろう。かかる方法は人物の救助を大幅に簡単にしまた救難手順をスピードアップもするであろう。
【００１１】
加えて、人々がスキーの最中に雪のなかに行方不明となることはまれなことではない。雪はしばしばやわらかく人々は簡単に雪で覆われ得る。人々は吹き溜まりにある雪に落下し雪によって覆われるか、または雪崩に遭遇して雪によって覆われる場合がある。そのような事態が生じた時、雪の中の行方不明者の位置を突き止めることはまぎれもなく困難である。簡単に言えば、人々はゆるい雪に覆われて探索および救助隊の目に触れない。明らかに、雪のなかにいるこれらの人々の位置を突き止め手助けをする装置が考案されれば有益であろう。かかる装置は雪のなかで行方不明になった結果、死亡する人物の数を減らすであろう。かかる装置はまた、探索および救助手順を手助けし探索および救助手順の多大な費用を削減するであろう。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、物品の発見を手助けするための装置に関する。本発明はまた、物品に対して加えられた改変と組み合わされた上述のような装置を備えることで、前記装置によって前記物品の位置を突き止めることができるようにした機器にも及んでいる。
【００１３】
本発明は、もっぱらそれだけに関するわけではないが、特に部分的に隠れたゴルフボールの発見を手助けするための装置に関する。従って、以後、本発明をこの例の用途に関して説明すると好都合であろう。しかしながら、本発明はより広い用途に可能であることははっきりとわかるはずである。実際、本発明の特徴は、非常に多くの用途に使用できるため本明細書ではそれらを挙げることは不可能であろうという点にある。
【００１４】
例えば、本発明はまた行方不明の人物の位置を突き止める用途にも適用できるであろう。多くの航空機による探索および救難作業においては、所望の標的の位置を正確に特定することは非常に困難な場合もあり得る。例えば、海空救難作業では、行方不明の人物の位置は海洋の表面の荒れる性質のためより困難となっている。荒波の海では、一人または複数の人物のさらに複合的な位置特定作業は表面の波によってカモフラージュされ得る。
【００１５】
同様の難しさは遭難したスキーヤーの位置を突き止めようと試みる場合にも経験される。雪はしばしばやわらかいため人々は簡単に落下し得るため、例えば雪の吹きだまりの雪の層で部分的にまたは完全に覆われるか、または雪崩に襲われる。これが起こると雪のなかの人物の位置を突き止めることはまぎれもなく困難である。簡単に言うと、そのような人物はゆるい雪に覆われており探索救助隊の目に簡単にふれることはない。
【００１６】
本発明の重要な用途は、これらの状況において人物の位置を突き止める手助けをすることである。
【００１７】
従って、本発明の１つの側面では、物品の位置を突き止めるための機器が提供される。該機器は、
位置を突き止めるべき前記物品を含む一般領域を照らせる電磁放射の光源、
前記物品に関連付けられており前記放射に応答するアブソーバ、
前記物品に関連付けられており前記アブソーバによる吸収に応答するエミッタ、および
前記エミッタによる放射を検出でき前記物品の位置を知らせる出力を提供できる検出器、
を備える。
【００１８】
本発明の他の側面では、物品の位置を突き止めるための方法が提供される。該方法は、
前記物品に、選択された周波数の入射電磁放射を吸収するように選択されたアブソーバを提供する工程、
前記物品に、前記入射放射により前記アブソーバが照らされたことに応答して電磁放射を発するように選択されたエミッタを提供する工程、および
前記発せられた放射を検出する工程、
を具備する。
【００１９】
好ましくは、本方法は、前記物品が見出されると予想される一般的な領域を照らせる放射光源で物品を積極的に照らす工程を具備している。このことは、視野を溢光照明で照らすかまたは探索領域全体にわたって狭い放射光線を走査することによって実現できる。
【００２０】
従って、光源によって生成された電磁（ｅｍ）放射が、位置を突き止めるべき物品の一般的な方向に発される。電磁放射が物品をあたると、電磁放射の入射エネルギーの一部がアブソーバによって吸収される。そしてこの吸収されたエネルギーがエミッタとなり、光源によって発された入射放射の波長より長い波長の電磁放射（返却信号）を自発的に発生させる。
【００２１】
従って、本発明のこの側面による機器は、エミッタによって発せられた電磁放射のエネルギーは常に、物品の位置を突き止めるために光源によって伝達される電磁放射よりもより長い波長およびより低い周波数を持っている、という原理を利用している。光源の電磁波の波長とエミッタからの返却信号の波長とが違うことによってもまた本発明の機器が背景ノイズから返却信号をより正確に差別化できるようになっている。
【００２２】
光源および検出器は手持ち式装置のような単一のユニットに収容してよく、前記光源および検出器は前記ユニット内に互いに隣接して配置してよい。あるいは、前記光源および検出器は別々のユニットとして設けてもよい。当然ながら、アブソーバおよびエミッタは上述した構成部材からは普通は分けられており、位置を突き止めるべき物品と関連付けられており、例えば、これらは物品の外側表面に設けてよい。
【００２３】
本機器は位置を突き止めるべき物品を探している人物によって保持され得る。これらは位置を突き止めるべき物品のほぼ付近にある光源からの電磁放射の伝達を制御し得る。機器が差し向けられる方向は、位置を突き止めるべき物品がどこに位置しているかを大まかに指し示す。あるいは、装置はゴルフバギーまたは電動式ゴルフカートのような車両に搭載してよい。
【００２４】
好ましくは、光源はさまざまな形態のうちの１つで電磁放射を送達できる。例えば、光源は可視光線、紫外線、赤外線または無線波の光線を放射し得る。これらのうち、赤外線および紫外線が好ましく、赤外線が最も好ましい。光源が無線波の形態の放射、例えば無線周波の発振波を発する場合、この無線波は５００ＭＨｚから５ＧＨｚの周波数範囲内であるのが好ましい。電磁スペクトルのすべての部分が本発明の範囲および限定内とみなされることを理解することが重要である。
【００２５】
電磁放射の光源は信号発生器に動作可能に接続してよく、装置の起動時には、信号発生器が所定の周波数で電磁放射をパルス化する、すなわち、ある特定の周波数で変調する。光源はさらに、どのような背景放射もふるい落とすための少なくとも１つのフィルタおよび／またはミラーを備えてよい。
【００２６】
光源はまた、位置を突き止めるべき物品の一般的な方向に発生された電磁放射を方向的に集中させるための手段も備えてよい。紫外線および赤外線の場合に利用できる方向的集中設備の一例としては、コリメータが挙げられる。適切には、コリメータは光線の半値での全幅が少なくとも約２ｍｍ以内で光源を平行化することができる。
【００２７】
無線波の場合、方向的集中設備は指向性アンテナの形態をとり得る。無線波を集中させることが重要である、なぜならこれらは放射された後に等方的に拡散するため所望の方向に集中させる必要があるからである。
【００２８】
本機器はまた、返却信号（エミッタから発せられる電磁放射）を検出器に入ってくる他の電磁放射と差別化するための手段も備えてよい。差別化手段は返却信号からの放射以外の放射をろ過するためのろ過手段を備えてよい。ろ過手段は変調光線とは同じ位相ではないすべての放射をろ過し得る。ろ過手段はまた、バンドパス干渉フィルタおよび／または長波長通過着色ガラスフィルタも備えてよい。
【００２９】
ろ過手段はまた、検出器の視野を制限するための絞り開口部の形態である開口部定義手段も備えてよく、探索中の領域の表面から反射される漂遊放射をふるい落とすようにしてよい。開口部定義手段は一般的な意味で電磁放射の光源の視野に向けられる。これにより開口部定義手段は開口部によって定義されている視野の外部から発生する光をふるい落とす役割を果たす。
【００３０】
検出器の形態は、物品に関連付けられているエミッタによって放射される返却信号の性質に大きく依存する。物品から発せられる返却信号が赤外線、紫外線、または可視光線の場合、検出器はフォトダイオードの形態であってよい。返却信号が無線波の形態の場合、受光手段はアンテナ、例えば指向性アンテナの形態であってよい。
【００３１】
アブソーバおよびエミッタは物品の表面に塗布される、蛍光または発光塗料のような蛍光材料の形態であってよい。例えば、ゴルフボール、ライフベストなどはその外側表面がかかる塗料の薄膜でコーティングされてよい。
【００３２】
上で簡単に説明したように、光源からの電磁放射は物品に向けられ蛍光材料によって吸収される。吸収されたエネルギーは材料からの自発的な放射を誘導するのに十分である（すなわち、吸収されたエネルギーは塗料を蛍光させる）。蛍光材料によって発せられた放射は光源よりも周波数が低い。光源と放射周波数との間の周波数シフトはストークスシフトとして知られており、特定の蛍光材料の特徴である。従って、本実施態様では、蛍光塗料をアブソーバおよびエミッタの両方として使用する。本実施態様の利点は、かかる材料で物品をコーティングすることは比較的簡単な事柄であり、例えば蛍光塗料をただ単に塗装する、塗りつける、または他の方法で物品の外側表面に付着させるということである。
【００３３】
光源は、適切なドライバ回路および本機器が一連の電磁パルスを送達できるようにする信号発生器に動作可能に接続される、レーザー、レーザーダイオード、または高出力ＬＥＤなどのどのような適切な電磁光源であってもよい。電磁放射のパルス化光源を設けると数多くの顕著な利点がある。すなわち、パルス変調を使用することで、ただ単に適切なろ過メカニズムを設けるだけで返却信号がより簡単に区別できるようになる。
【００３４】
光源はさらに、光線の方向に対して角度をつけて、例えば、光線の方向に対して４５°の角度をつけて搭載されていかなる自発的な背景放射も抑制するフィルタおよび／またはホットミラーを備えてよい。フィルタおよび／またはホットミラーはレーザーダイオードの前方に配置してよい。
【００３５】
光源はまた、平行化された光線を所望の直径、例えば１５ｍｍから２５ｍｍの間の直径に拡張するためのテレスコープバレルアセンブリのような光線拡張器も備えてよい。光線は拡張されることで、位置を突き止めるべき物品の大きさに対して適切な大きさとされた視野を作り出す。
【００３６】
従って、発生手段は数多くの構成部材からアセンブリでき、これらはそれぞれが簡単に店舗で手に入る。特に、ダイオードレーザーはＣＤおよびＤＶＤプレイヤーなどの装置で使われるため広く入手できる。
【００３７】
検出器は５０ｍｍから１５０ｍｍの範囲の焦点長さ、好ましくは約１００ｍｍの焦点長さを持つ受光レンズを備えてよい。レンズを配置すれば返却信号の画像が検出器上に投影される。
【００３８】
受光レンズは、５メートルはなれたところにある標準的なゴルフボール（４５ｍｍ）の場合で、物品の０．５ｍｍから１５ｍｍの実際の画像を検出器上に形成するような大きさおよび形状としてよい。好ましくは画像の大きさは０．５ｍｍから５ｍｍの間であり、より好ましくは０．７５ｍｍから２ｍｍの間である。
【００３９】
開口部定義手段は、光源に対して搭載され固定されており所定の視野内で光源を集中させるように向けられる可変絞り開口部であってよい。好ましくは、開口部の視野は電磁放射光源の視野と実質的に対応している。さらに好ましくは、開口部の視野は位置を突き止めようとする物品、例えばゴルフボールの大きさに制限される。
【００４０】
検出器はフォトレシーバであり得る。フォトレシーバは、レシーバの表面に並べられている１つ以上のフォトダイオードであってダイオードに入射する光に応答する、例えばＰＩＮフォトダイオードを備え、また例えば前記フォトダイオードに動作可能に接続されているトランスインピーダンス増幅器を備え得る。フォトレシーバはレシーバ、そしてより詳細にはそのフォトダイオードに入射する光を電気信号に変換する。好ましくは、増幅器はフォトレシーバからの電気信号を０．５ボルトから１０ボルトに増幅し得る。
【００４１】
ろ過手段はバンドパス干渉フィルタを備えてよく、これはある特定の波長範囲内にある電磁放射だけを通過させるものである。これは、物品に設けられた蛍光材料によって発せられる返却信号の波長を有する光である。ろ過手段はさらに長波長通過着色ガラスフィルタを備えてよく、これは所定の波長の光、例えば返却信号の中心周波数に対応する波長だけを通過させるものである。
【００４２】
従って、バンドパスおよび波長通過フィルタは狭い帯域の電磁放射だけを選択的に通らせ返却信号の波長外の電磁放射を遮蔽する。例えば、もし光源が６３５ｎｍの波長で赤外線放射を発し、蛍光材料が６９０ｎｍで返却信号を発する場合、フィルタは６３５ｎｍの波長の励起光線から反射光をろ過することになるためバンドパスおよび波長通過フィルタは６９０ｎｍの範囲の光を通らせるように選択される。
【００４３】
従って、バンドパスおよび波長通過フィルタは、物品から放射される返却信号のエネルギー帯だけを通す一方、周囲日光放射、および視野にある非蛍光物体、例えばガラスびん、金属缶などから反射された光源からの放射といった背景ノイズを遮蔽するパスバンドを持つ状態で選択される。
【００４４】
検出器は、受け取った返却信号を、表示器を起動させることのできるＤＣ信号に復調させ変換するための手段を備えてよい。特に、検出器手段は位相感知性増幅器またはロックインアンプを備えてよい。
【００４５】
位相感知性増幅器は、フォトレシーバからの信号にバランス化二極方形波基準値を掛け算し、そしてこれを所定の時間にわたって、例えば、１秒または数秒間、好ましくは１秒間にわたって平均化することによりパルス化返却信号を処理する。従って、位相感知性増幅器は返却信号の検出されたパルスから平均化ＤＣ信号を生成する。位相感知性増幅器の基準値は上述のように光源に接続されている信号発生器によって供給される。
【００４６】
従って、位相感知性増幅器は、信号発生器の変調周波数と同一位相である成分以外の実質的にすべてのノイズおよびスペクトル成分を排除する非常に狭いバンドフィルタとして作動する。そのため、この位相感知性増幅器は非常に高い信号対ノイズ比を提供しこのことが物品の位置について誤った表示を行わないという点で装置の信頼性を高めている。
【００４７】
光源のパルス変調およびその後に行われる返却光線のパルス変調の他の恩恵は、信号のバンド幅をトランスインピーダンス増幅器電子部品の１／ｆノイズスペクトルより上にシフトさせるということである。
【００４８】
検出器はさらに位相感知性増幅器から出力されるＤＣ信号を増幅するための手段を備えてよい。上述の構成により、適切な検出しきい値がシステムのノイズレベルより十分上に設定できて表示器が誤って起動する可能性を低くできる。
【００４９】
機器はさらに、蛍光塗料によって発せられた返却信号が検出された場合にユーザーに知らせることで物品の一般的な位置を知らせる表示器を備えてよい。表示器は、位相感知性増幅器からの信号がある特定のレベルを上回ると通電されて起動またはトリガされ得る。
【００５０】
表示手段は視覚的および／または聴覚的表示器であってよい。好ましくは、視覚的表示器は静止灯または点滅灯である。もっとも好ましい形態では、表示手段は点滅灯の形態の視覚的表示器および電子ブザーの形態の聴覚的表示器を提供する。聴覚的表示器はＬＥＤ、例えば赤色または緑色ＬＥＤであってよい。
【００５１】
以上を鑑みると、本機器のフィルタの設計仕様は選択された電磁放射光源および選択されたアブソーバおよびエミッタ材料に依存していることがわかるであろう。光源に関連付けられるフィルタは、光源の電磁放射、たとえばレーザーダイオードによって発せられる光の波長は通過させるが背景放射は遮蔽するように選択される。検出器に関連付けられるフィルタは物品から発せられる電磁放射を通すがエミッタによって発せられる放射の周波数外のすべてのエネルギーは弱めるように選択される。これにより、システムのフィルタは、光源の周波数およびエミッタによって生成される返却信号（これは選択されたエミッタの固有の特性である）の周波数がいったん選択されれば特定できる。従って、これらのフィルタの仕様は光源ごとにおよび物品をコーティングするのに使用される選択された蛍光材料ごとによってさまざまでとなるであろう。
【００５２】
光源は、物品をコーティングするよう選択された蛍光材料によって光が非常によく吸収される波長を持つように都合よく選択してよい。適切には、光源はスペクトルの赤外線または紫外線部分のエネルギーを放射するように選択される。好ましくは、光源は赤外線範囲の電磁放射または光を放射する。いくつかの実施態様では、光源は７５０ｎｍから１０００ｎｍの波長を持っている。都合がよければ、７８５ｎｍ、８５０ｎｍ、または９８０ｎｍのうちのいずれか１つを選択してよい。
【００５３】
従って、好ましい形態では、光源はその周波数が可視光線範囲外となるように選択される。蛍光材料は光源のスペクトル範囲内でエネルギーを吸収するように選択されるため、光源よりもわずかに長い波長で返却信号を放射することができる。
【００５４】
光源は赤外線または紫外線の範囲のエネルギーを放射するように選択されるため、蛍光材料は電磁スペクトルの紫外線または赤外線帯域の放射を強力に吸収するものが選択されるが、それはいずれを選択するかによる。
【００５５】
従って、適切な蛍光材料は赤外線または紫外線範囲、好ましくは赤外線範囲の強力な吸収を示すものを選択できる。そしてこの材料は、光源の波長と蛍光材料の関数である特定のより長い波長を持つ返却信号を放射する。これにより励起光線に応答して物品によって返却される光を識別するための診断ツールを提供できる。
【００５６】
出願人によって特定された適切なコーティング材料の一例としては、３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニン（3-diethylthiadicarbocyanineiodide:ＴＤＣＩ）が挙げられる。適切な塗料の他の例としては、１，１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニン（1,1’,3,3’,3’-hexamethylindodicarbocyanine Iodide：ＨＩＤＣＩ）が挙げられる。しかしながら、他の数多くの蛍光塗料もまた使用できるであろうことを理解する必要がある。
【００５７】
上述の塗料は両方とも、これらを特徴的な青色および青緑色にする赤外線領域で強力な吸収を示す。さらに、塗料は両方とも強力な蛍光放射を示し、これらはその高い量子収率（quantum yield）と一致している。励起光線の範囲で強力に吸収するものはどのような塗料でも使えるであろうことと、これらは単に２つの例の蛍光塗料にすぎないことを理解する必要がある。有利なことに、コーティングはゴルフボールに塗布されても透明である。
【００５８】
上で述べたように、本発明の蛍光検出の側面は、セキュリティおよび特にアイデンティティ盗難およびクレジットカード詐欺防止の領域などの数多くの分野に適用できる。例えば、クレジットカードまたはパーソナルアイデンティティカードをカードの１つ以上の箇所に配置された１種類の塗料または塗料の組み合わせでコーティングできるであろう。塗料は、カードが作られている材料に付着するであろうポリマーに塗料分子を結合させる官能基で改質できるであろう。そしてカードは選択されたレーザー、ＬＥＤまたは類似の狭い周波数帯域のエミッタを備える読み取り器で走査できるであろう。塗料及び塗料の位置の組み合わせで、カードの正当性を確認するのに使用できるであろう走査器に応答して信号の独特の組み合わせが提供されるであろう。
【００５９】
本発明の情報およびデータセキュリティ分野への適用のさらなる例としては、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤの真贋鑑定が挙げられる。このような用途では、ディスクの上側表面または作品の載っている表面を１種類の塗料または塗料の組み合わせで上述のアイデンティティまたはクレジットカードと同様のやりかたでコーティングする。そして、適切なプレイヤー内に配置された読み取り器がディスクの上側表面を走査してこのディスクがオリジナルまたは正当なコピーであるかどうかを確認する。
【００６０】
本発明の他の想像できる用途は、海空救難のような探索および救難の分野である。この用途では、光源は無線周波数（ＲＦ）帯域の電磁放射を発生する。この光源は特有の無線周波数帯域のパルス化された無線波を発生してよい。光源は光源をターゲットへと向かわせるための指向性アンテナを備えてよい。
【００６１】
位置を突き止めようとする物品はチップ、例えば、特定の物品を識別する無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）を内蔵している。ＲＦＩＤは、光源によって伝達される入射放射によって通電されるトランジスタなどのアクティブＡＳＩＣチップを備えている。そしてＡＳＩＣチップは信号を処理しこれに応答して返却信号を発する。
【００６２】
１つの特に好ましい形態では、位置を突き止めるべき物品はジャケット、例えば真冬用ジャケット、または海難救助で救出されている人物によって着用されているライフジャケットである。
【００６３】
励起光線発生手段は無線波のパルス化変調励起信号を発生するための手段を備えている。無線波は５００ＭＨｚから５ＧＨｚまでの周波数を持っている。励起光線発生手段はある特定の方向に励起光線を向けるための指向性アンテナを備えてよい。
【００６４】
従って、ＲＦＩＤは光源によって伝達される放射のいくらかを吸収する。その後、装置は吸収したエネルギーを処理し、位置を突き止めようとしている物品が実際にあったことを知らせるレシーバによって受け取られる励起光線よりも低いエネルギーの返却光線を放射する。
【００６５】
ＦＲＩＤ装置はジャケットの外側表面に搭載される封止カプセル内に内蔵できる。ＲＦＩＤ装置はさらに、返却信号を適切な方向に向けるための指向性アンテナを備えてよい。このことにより返却信号の有効距離が大きくなる。
【００６６】
ＲＦＩＤ装置は特定の物品に割り当てられている独特の識別番号を備えてよい。この番号は返却信号と一緒に伝達されてユーザーにどの物品が光源によって照らされたかについて正確に知らせる。
【００６７】
ＲＦＩＤ装置は返却信号のエネルギーを増大させるための、例えばチップの近位に配置されるバッテリを備えてよい。このことはまた返却信号の有効距離も大きくする。
【００６８】
出願人は、船舶および航空機で使用されるすべてのライフジャケットに本機器を使用することは技術的に実現可能であると確信する。これにより、このジャケットを着用している人物を救難中に位置を突き止めることがより簡単となるであろう。船舶または航空機のいずれかにいる探索隊は探索領域全体にわたって装置を前後に移動させ、返却光線が受光されたことを表す信号が得られるのを待つ。
【００６９】
本発明のさらに他の側面によると、物品の位置を突き止める手助けをするための機器が提供され、該機器は、
位置を突き止めるべき物品の一般的な方向に放射される励起光線を発生するための手段であって、
前記物品はその表面に、励起光線を受光して前記光線のエネルギーの少なくともいくらかを吸収しその後前記励起光線とは異なる周波数の返却光線を放射するための蛍光塗料を持っており、
レシーバを備え、前記蛍光材料によって発生された返却光線を受光するための手段、
前記物品の上にある前記蛍光塗料によって発せられた返却光線の一部を具体的に形成している光以外の光を、前記レシーバに入射する前にろ過するための手段、および
返却信号を処理し前記物品が検出されたときに操作者に知らせるための検出器を備えている。
【００７０】
本発明の第１の側面によると、本機器は上述の機器の自由選択的な特徴のいずれか１つ以上を備えてよい。例えば、光線発生手段は信号発生器に動作可能に接続されこれと関連付けられているフィルタを持つレーザーダイオードを備えてよい。
【００７１】
さらに、検出器手段は、受光レンズ、返却光線からの光を受光し検知するためのフォトレシーバの形態のレシーバ、およびフォトレシーバからの信号を増幅させるための増幅器を備えてよい。
【００７２】
ろ過手段はバンドパス干渉フィルタを備えてよく、また励起光線から反射される光を遮蔽するための特定の波長通過着色ガラスフィルタも備えてよい。
【００７３】
さらに、検出器は、返却光線からのレシーバ信号を復調しこれをＤＣ信号に変換するためのロックインアンプを備えてよく、ＤＣ信号はその後、増幅されてＬＥＤおよび／または電子ブザーを起動させて探索中の物品の存在を知らせるために使用される。
【００７４】
あるいは、物品はスキー活動中に着用されるタイプのアウトドアスノースポーツジャケットであり得る。
【００７５】
出願人は、スキーヤーによって着用されるスノージャケットなどの多くに本機器の使用が実現可能であろうと確信する、なぜならこれらのジャケットの約７０％はスキーヤーによって借り出されるものだからである。これにより、これらの人々によってこの機器を使用させるための手段が提供される。
【００７６】
本発明のさらに他の側面によると、上述の機器を使って物品の位置を突き止めるための方法が提供され、該方法は、
前記（単数／複数の）物品に、電磁放射の励起光線を受け取り、この放射を吸収し、および前記励起光線よりも低いエネルギーの返却光線を放射するための手段を提供する工程、
励起光線発生手段、返却光線受光手段、およびろ過手段および処理手段を備える装置を提供する工程、
前記物品の一般的な方向を前記装置に追跡させる工程、
前記装置が蛍光塗料からの返却光線を受光したことを知らせるまで前記装置をあちこちに動かす工程、および
表示器が起動したときに前記装置が差し向けられている一般的な位置に気づきそれに向かって歩いて前記物品の位置を突き止める工程、
を備えている。
【００７７】
前記方法は、前記物品の前記位置を前記装置に追跡させ続けて、例えば前記装置を点滅させ電子ブザーを鳴らすなどして例えば繰り返し知らせるなどして前記ユーザーが前記物品に気づけるようにする工程を具備してよい。
【００７８】
前記方法は、ラフにあるまたは草によってカモフラージュされているまたは泥にはまり込んでいるゴルフボールの位置を突き止めるために使用できる。
【００７９】
前記方法は、救助を必要としている海にいる人物の位置を突き止めるために使用できる。前記方法はまた、救助を必要としている雪で覆われた人物の位置を突き止めるためにもまた使用できる。
【００８０】
この用途では、前記方法は、前記装置を規律のよくとれた手際および振り動作で前後に移動させることで探索領域を系統だって網羅する工程を具備してよい。前記方法はまた、系統だっておよび規律の良く取れたやり方で複数の前記装置を使用する工程も具備してよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８１】
本発明による物品を見出す手助けをするための装置および機器はそれ自身が数多くの形態であり得る。以後、添付の図面を参照しながら本発明の２つの実施態様の詳細な説明を行うと好都合であろう。かかる詳細な説明を行う目的は、本発明の主題に興味を持つ人物に対して、本発明をどのようにして実施するかを指示することである。しかしながら、かかる詳細な説明の具体的な性質は上述の主張の汎用性に取って代わるわけではないことがはっきりとわかるはずである。
【００８２】
ゴルフボールの位置を突き止めるための機器
ゴルフボールを見出す手助けをするための機器は、手持ち式装置１および蛍光塗料でコーティングされたゴルフボール２を備えている。
【００８３】
装置からの励起光線が塗料に入射すると、エネルギーが吸収されて返却光線としてより低い周波数および長い波長で再伝達されこれが前記装置によって検出できる。
【００８４】
出願人は研究所において本発明の試作品を作成した。以後、このプロトタイプを説明する。このプロトタイプは本発明の効果を立証するために使われてきた。しかしながら、ゴルフボールの位置を突き止めるために作成される最終試作品は同じではない構成部材を中に持ち、以下に説明する仕様とは異なる仕様を持つことが認識されるはずである。
【００８５】
装置１は大まかには、レーザーダイオード４を備える励起光線５を放射するための手段を含む筐体３を備えている。前記装置はまた、ボール２の蛍光塗料によってゴルフボール２から送り返される返却光線８を受け取るための受光レンズ９の形態の手段、およびレシーバ１０である受け取り器も持っている。装置１はまた、入射する日光を返却光線８からろ過するための２つのフィルタ１１、１２の形態の返却光線ろ過手段も備えている。前記装置はまた、フィルタ１１、１２を通って最終的にはゴルフボール２が装置１によって検知されたことを表示する電子ブザーおよび点滅灯の形態の表示手段１８へ通過する信号を処理するための処理手段１５も備えている。装置１が電子ブザーを鳴らすときに指し示される方向により、ゴルファーはどこにボール２があるかの指示を得る。
【００８６】
励起光線を放射するための手段はレーザーダイオード４から放射される光線を平行化してある特定の光線幅プロファイルを備えた光線を提供するためのコリメータ２０を備えてよい。
【００８７】
放射手段はまた、光線に対して例えば４５°の角度をつけて搭載されているホットミラー２１、およびより長い波長のどのような自然発生的な背景放射も抑制するパスフィルタ２２を備えてよい。このことは重要である、なぜならこのような自然発生的な放射はレシーバ１０にはゴルフボール信号と区別できないからである。
【００８８】
図示の装置では、コリメータ２０は焦点長さが６．２４ｍｍで、２ｍｍの半値全幅の光線プロファイルを持つ光線を提供するＴＨＯＲＬＡＢＳ非球面レンズＣ１１０である。
【００８９】
ホットミラー２はＥｄｍｕｎｄ光学装置４３．９５５ホットミラーであり、パスフィルタ２１はＥｄｍｕｎｄ光学装置１６５０ｎｍ短波長パスフィルタである。
【００９０】
レーザーダイオード４は６３４ｎｍの波長で公称１０ｍＷの赤色光を放射できる。放射手段はまた、パルス化信号を生成するためのレーザードライバ２５、およびパルス化信号を変調するための信号発生器２６も備え得る。
【００９１】
例示した形態では、レーザーダイオードはＨｉｔａｃｈｉ  ＨＬ６３２０Ｇであり、レーザードライバはＴＨＯＲＬＡＢ  ＬＤＣ  ２０５である。信号発生器は７２７Ｈｚで作動して５０％のデューティサイクルでほとんど１００％の強度変調に近づけられるＨＰ３３１２０Ａである。
【００９２】
最後に、放射手段はまた、励起レーザー光線を約２０ｍｍ直径まで拡張させるための光線拡張テレスコープ３０も備えてよい。これは約４から６メートルの距離にあるゴルフボールの４５ｍｍ直径に合理的に対応する。
【００９３】
受光レンズ９は約１００ｍｍの長さの焦点長さを持ち、フォトレシーバ１０は受光レンズ９に対して間隔をあけて配置して返却光線からの放射を受け取りこれを電気信号に変換するようにしてよい。フォトレシーバ１０は、トランスインピーダンス増幅器３５に動作可能に接続されている複数のシリコンフォトダイオードを備えている。６９０ｎｍでのフォトダイオードの応答性は約０．４Ａ／Ｗである。トランスインピーダンスゲインは約１．０×１０の６乗Ｖ／ａで、この波長において０．４Ｖ／μＷの総合応答率を提供する。増幅器３５のリニア範囲は１０ボルトであるため、フォトレシーバに到達する周囲光は２５マイクロワットの飽和レベル未満に制限されなければならない。
【００９４】
受光手段はまた、ろ過と、物品によって放射される蛍光返却光線以外の光の遮蔽とを行うのを手助けするためのフィルタ１２も備えている。これらのフィルタ１２は、８０ｎｍパスバンドで７００ｎｍに中心がおかれているバンドパス干渉フィルタを備えている。これらのフィルタはまた、適切な波長を入り込ませるための波長通過着色ガラスフィルタも備えている。これらのフィルタは、返却光線の蛍光を選択的にフォトレシーバ１０へと入り込ませて他の光をふるい落とすという重要な機能を果たす。例えば、ゴルフコースでのまぶしい日光には、ふるい落とさなければならない大量の反射されたそしておそらく入射もする日光が存在するであろう。やはりふるい落とさなければならない励起光線からの大量の反射光も存在するであろう。
【００９５】
以上をまとめると、フィルタ１２はスペクトルの可視白色光領域外である狭い範囲の波長だけをフォトレシーバ１０を通過させるよう設計されている。
【００９６】
受光レンズ９は、５メートルのところにある直径４５ｍｍのボールについてボール２の実際の縮小画像を約１ｍｍの直径で光検出器１０上に形成する。
【００９７】
受光手段はさらに、蛍光塗料によって放射される返却光線のもの以外の電磁（ｅｍ）放射をさらに制限し遮蔽するための可変絞り開口部４０を備えている。可変絞り開口部４０はレーザー視野に精密に位置合わせされており、視野から直線状に出てくる放射だけを受光手段に入り込ませるようにしている。さらに、可変絞り開口部４０はレーザー視野に一致するように非常に注意深く位置合わせされており、また画像のゴルフボールの大きさにほぼ合うように閉鎖もされて、視野からの光は受光手段に入らせるが、他のすべての光をふるい落とすようになっている。
【００９８】
フォトレシーバ１０は市販の汎用フォトレシーバＴｈｏｒｌａｂｓ  ＰＤＡ５２０である。フォトレシーバ１０は大面積シリコンフォトダイオードおよび一体型トランスインピーダンス増幅器を持っている。
【００９９】
装置１０はまた、ゴルフボール２である物品３からやってくる返却光線のパルス化蛍光信号を復調するのに使用される位相感知性またはロックインアンプ５０の形態の処理手段も備えている。要するに、返却光線８は励起光線５と同じ割合でパルス化され、励起光線５のための基準詳細が信号発生器２６から得られる。簡単にいうと、ロックインアンプはレシーバ信号にバランス化二極方形波基準値を掛け算し、そしてこれを例えば１秒または数秒間の、一定の長時間にわたって平均化することにより作業する。返却光線からのレシーバ信号が基準値の正確な周波数で変調されるかまたはパルス化されるにつれて、平均またはＤＣ出力信号とよばれるＤＣ信号に掛け算が行われる。
【０１００】
要するに、ロックインアンプは変調周波数のうち位相ノイズスペクトル成分を除くすべての成分を排除する非常に狭いフィルタとして作動し、非常に高い信号対ノイズ比を与える。
【０１０１】
ＤＣ出力信号はその後、表示手段を起動させるかまたはトリガとなり得るレベルまで増幅される。
【０１０２】
装置１はまた、視覚的および聴覚的表示器５８の形態の表示手段も備えている。具体的には、表示器は、起動されると点滅する光を発するＬＥＤ装置ならびに起動されると電子音を発するブザーを備えている。
【０１０３】
ロックインアンプからの出力ＤＣ信号は、蛍光材で塗料された物品から返却光線を受け取ると聴覚的および視覚的表示器のトリガとして引くまたは起動させるのに適切なレベルまで増幅される。適切な検出しきい値はノイズレベルシステムよりも十分高く設定でき、これによりシステムノイズによって間違ってトリガが引かれる危険性を低くできる。
【０１０４】
蛍光材で塗料された物品をここで説明する。例示の実施態様では、この物品は蛍光材料で薄く塗料されているゴルフボールである。上で説明したように、蛍光材料は励起光線からのエネルギーを吸収しその後このエネルギーを、励起光線と蛍光材料との関数である特定の特性を持つ返却光線の形態で放射または発することでこの返却光線がそれと特定できるようにする必要がある。
【０１０５】
出願人は２つの蛍光塗料で実験を行った。これらはＴＤＣＩおよびＨＩＤＣＩである。出願人は、これらの染料をゴルフボールに塗布でき、これらが作業に適していることを見出した。しかしながら、多くの他の蛍光塗料もまた使え、これら２つの特定の化合物は単なる例にすぎないことを理解する必要がある。
【０１０６】
ＴＤＣＩおよびＨＩＤＣＩ塗料両方の吸収スペクトルを図３に示す。これらの塗料はこれらを特徴的な青色および青緑色にする赤色光の波長で強力な吸収を示している。さらに、それぞれの塗料は高い分子吸収係数を持っているがこれは重要なことである。なぜなら返却光線としてその後射出されるのはまさにこの吸収されたエネルギーだからである。それぞれの塗料の放射スペクトルを図４に示す。塗料は両方とも高い量子収率を持つ強力な放射を示している。
【０１０７】
蛍光材料、例えば塗料の特徴はいわゆるストークスシフトと呼ばれている。これは吸収および放射の最大値同士のエネルギーまたは波長の違いである。従って、最大位置が異なる。放射の最大波長は吸収の最大波長よりも大きい。従って、吸収最大値と放射最大値との間の違いを知り、この知識を、励起光線発生手段およびレシーバと蛍光塗料からの返却光線を検出するための手段も備えたシステムを設計する際に使用する。励起光線の波長、および蛍光塗料の放射スペクトル特性の吸収に基づいて、返却光線のための受光および検出手段を、返却光線をきれいに磨き上げ（hone）他のすべての光および電磁放射をふるい落としろ過するように設計できる。このことは、適切なレベルの検出能力を備えたシステムを設計する際に重要である。
【０１０８】
一般に、蛍光塗料は標準的なゴルフボールにコーティングされる。コーティングが透明で従来のゴルフボールの外観および感触を変えることがないと非常に望ましい。コーティングは、例えばボールを塗料に浸漬する、ボールに塗料を塗装する、または塗料をボールにスプレーすることによってボールに塗布できるポリマー塗料の形態である。出願人は、塗料はいったんボールに塗布されると紫外線によって硬化できると想像する。さらに、塗料は好ましくは通常の日光放射で退色すべきでなく、そのため十分に短い放射性半減期を持つべきである。
【０１０９】
現時点では、出願人は上で特定した塗料を、ゴルフボールの外面に最終仕上げをするのに典型的に使用される２つのｐａｃウレタンラッカーと混合する。
【０１１０】
ラッカーを塗布する他のやり方としては、選択した塗料を、ボールの外部鋳造を形成するのに使われるポリマーに接着する方法がある。従って、塗料はこの例ではそれらの望ましい吸収および放射特性ゆえのみならず、化学構成の理由でも選択される。すなわち、塗料はマレイミド連結を持っているからである。２つの適切な塗料の例としては、Invitrogen Australia Pty Limited社よりＡ１０２５５およびＡ２０３４７という製品番号で市販されているものがある。塗料はマレイミド連結を持っているため、ボールの外郭の構造に使用されるポリマーと共有結合的に結合でき、その結果、この中の塗料がボールの外郭の一部を形成する。当然ながら、アミン連結を持つ塗料もかかる結合プロセスに利用できることがわかるであろう。
【０１１１】
ゴルフボールの位置を突き止める手助けをする装置の使用をここでいくらか詳細に説明する。使用時には、ゴルフボールは図２に示すように葉および長い草で部分的に隠されている可能性がある。
【０１１２】
ゴルファー６０および／またはキャディがティーの方向からボールの一般領域に近づく。かれらは歩きながら手５１に装置１を持っており、これをボール２の一般的な方向に差し向ける。
【０１１３】
装置１はボール２の一般的な領域に向かってレンズおよびテレスコープを通じてレーザーから励起光線を放射する。装置は、ボールの一般的な方向に差し向けられつつ左右に振られ得る。励起光線からの光または赤外線放射はゴルフボールの一部、例えば非常に小さな部分に当たると蛍光塗料に吸収される。そして、その蛍光塗料のストークスシフトに対応したより長い波長のパルス化返却光線を装置に向かって放射し戻す。
【０１１４】
返却光線はフォトレシーバに入射してレシーバ信号を発生する前に受光レンズを通り、ろ過される。フィルタは励起光線から反射される赤外線光および装置１に向かって反射し戻される入射周囲日光をろ過するという重要な機能を果たす。この点に関して、蛍光塗料の放射スペクトル内のストークスシフトはシステムの作業にとって重要である。これにより波長および周波数の異なる返却光線が励起光線から得られ、このことによりこれを差別化し励起光線から分離する手段が提供される。実際に、反射された励起光線はただ単にろ過して返却光線を残しレンズを通じてフォトレシーバへと通す。もしストークスシフトが起こらなかったならば、返却光線は励起光線から区別できず、ゴルフボールによって返却されてきた光線を他の光線から分けて特定することは、たとえ不可能ではないにしても非常に困難であろう。
【０１１５】
従って、本システムは励起光線の周波数および波長を注意深く選択すること、この磁気放射を強力に吸収する蛍光塗料、およびこの塗料の放射スペクトルを知ることに依存している。これに基づいて、適切なフィルタを選択できる。
【０１１６】
フォトレシーバからの変調された出力信号はその後位相感光増幅器によってＤＣ出力信号に変換され、このＤＣ出力信号はその後適切なレベルに増幅され返却光線が受光されると電子ブザーおよびＬＥＤをトリガできるようにされる。
【０１１７】
電子ブザーおよびＬＥＤが起動されると、ゴルファーは装置がゴルフボールを検出してその一般的な方向および位置を示していることを知る。そしてゴルファーは歩みつつ装置にボールを追跡させ続けることができ、このことでゴルファーが迅速かつ簡単にボールを見出せるようにする。
【０１１８】
不正なクレジットまたはアイデンティティカードを検出するための機器
上で簡単に説明したように、蛍光検出の概念はまたデータセキュリティの分野および特にクレジットカードおよび／または個人アイデンティティカード盗難にもまた適用できる。
【０１１９】
この例では、カードは１つ以上の箇所を蛍光塗料でコーティングできるであろう。上述のゴルフボールの場合と同様に、塗料はカードが作られているポリマーと共有結合的に結合できるであろう。塗料は、選択された低電力レーザーまたは発光ダイオードまたは類似のものの放射周波数に一致するように選択された狭い吸収および放射帯域の両方を持つように選択される。
【０１２０】
その後、カードは、選択されたレーザーまたはＬＥＤまたは類似の狭周波数エミッタを備える専用の読み取り器でスキャンできる。塗料およびそれらがカード上に配置されている位置の組み合わせにより（例えば、カードのタイプ（λ１）について１つの塗料、発行年度については他の塗料（λ２）など）、読み取り器ＬＥＤにより１つの塗料または複数の塗料が照らされたことに応答して独特の放射スペクトルを生み出す。その後、この放射スペクトルは走査装置によって処理され、カードの正当性を確認するために一対の保存されているパターンと照合される。加えて、塗料の濃度も変動させて確認コードの複雑さの度合いをさらに高めることもできるであろう。
【０１２１】
もしカード読み取り器が外部光の露光が全くないか少ない閉鎖的な環境内でカードを走査した場合、走査レーザーまたはＬＥＤは非常に低い電力しか必要とせず、検知装置は背景からの返却応答を区別することを必要とせずして高感度のものにできるであろう。かかる状況では、塗料の面積の大きさは非常に小さくでき、おそらく塗料の濃度は非常に低くてよいであろう。かかる場合、塗料の存在は裸眼には簡単には見えないかまたは塗料はカードの通常の色に合わせて配置してそれらの存在を効果的にカモフラージュすることが可能であろう。従って、この方法は、もしあればカード読み取り器の手段以外では簡単には検出できない保護メカニズムの可能性を提供する。このことにより、高い度合いのセキュリティが提供される。なぜならカード読み取り器が無ければカードが処理されたかどうかを判断することは難しいと思われるからである。
【０１２２】
データセキュリティの分野における本発明の用途の他の例としては、認可されていないまたは海賊版の音楽ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、およびＤＶＤの検出が挙げられる。この例では、さまざまなしるしおよび販促的な芸術作品をのせた表面である上側表面を上述と同様のやりかたで塗料または塗料の組み合わせでコーティングする。本用途の読み取り器は適切なプレイヤー、例えば、ＣＤまたはＤＶＤプレイヤー、ＣＤまたはＤＶＤ−ＲＯＭ内に配置する。そして読み取り器はディスクの上側表面を走査し、１つの塗料または複数の塗料の放射スペクトルを受け取ると、読み取り器は検出した放射を１組の保存されているパターンと比較してディスクの正当性を確認する。
【０１２３】
探索および救難用途において人物の位置を特定するための機器
図面に図示されていない他の機器は探索および救難用途のために設計されたものである。
【０１２４】
本機器は、５００ＭＨｚから５ＨＧｚの範囲の無線波を送る、例えば手持ち式装置のような装置、および適切な方向に波を向かわせるための方向アンテナを備えている。前記装置はまた、例えば返却光線を受光するためのアンテナおよび返却光線を処理して返却光線の位置が突き止められたことを表示するための手段を備えるレシーバも備えている。
【０１２５】
機器はまた、ライフジャケットの肩の折り返しにまたはその付近に搭載される封止筐体またはカプセル内に設けられたＲＦＩＤの形態で設けられる物品も備えている。ＲＦＩＤは入射光線によって通電されるＡＳＩＣチップを備えている。ＲＦＩＤは信号を処理した後、返却信号または光線を送り返す。
【０１２６】
使用時には、装置は、例えばヘリコプタなどから装置によって探索領域にわたって前後を走査する探索および救助隊によって使用される。もし装置から無線波がＲＦＩＤによって受信された場合および受信された時、ＲＦＩＤはレシーバによって受信できる異なる周波数の診断返却信号を送り返す。
【０１２７】
ＲＦＩＤ装置に接続されたバッテリを適切に使用することにより、および１つ以上の装置を連続して使用することにより、および増幅器も使用することにより、５００ｍより広い探索範囲そしておそらくは１０００ｍより広い探索範囲を実現できると出願人は確信している。
【０１２８】
本発明による装置および機器の利点は、蛍光塗料でコーティングされた物品を見出す手助けをするのに使用できるということである。このことは、物品に面積のほんのわずかな部分しか露出していない場合、または暗闇で有用である。本装置はまた、人物がどこかに何かを、例えば庭または家屋に鍵の束を置き忘れたかを単に忘れた場合にも使用できる。本装置はまた、部分的に隠れたまたはカモフラージュされたゴルフボールを見出す手助けをするのにも有用である。本装置はまた、海または雪で覆われた場所で蛍光材料を備えたジャケットを着用している人物を見出すのにも有用である。
【０１２９】
本装置および機器のさらなる利点は、店舗で簡単に購入できる市販の標準的な構成部材から製造できることである。さらに、本装置はあまり複雑ではない。本装置は物理の多数の原理特に光学部品を利用しており、これらを、簡単に手に入る電子部品および家庭用電子部品の構成部材と組み合わせている。本装置は手ごろな価格で製造し販売できる。実際に、物品の費用は十分に低いためこの技術を、あらゆる人々ではないにしろ、一般的な人口のほとんどの人々に手が届くものとできる。
【０１３０】
上述の実施態様は本発明を例示することだけによって提供されたものであることを理解すべきであり、さらなる改変および改良は、関連分野の当業者にとって明らかであろうように、本願で説明する本発明の広い範囲および限定内に入るとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】ゴルフボールのような物品を見出すための装置の概略ブロック図であり、機器のさまざまな構成部材を示している。
【図２】部分的に隠れたゴルフボールの位置を突き止めるのに使用されている図１の機器の概略図である。
【図３】２つの例示的なゴルフボール塗料についての吸収スペクトルのグラフである。
【図４】図３の２つの例示的なゴルフボール塗料の蛍光スペクトルのグラフである。
【図５】１つの例示的な蛍光塗料すなわちＨＩＤＣの吸収および放射スペクトルを並べて示している。
【図６】他の例示的な蛍光塗料すなわちＨＩＤＣの吸収および放射スペクトルを並べて示している。
【図１】
2008510958.tif 000003
【図２】
2008510958.tif 000004
【図３】
2008510958.tif 000005
【図４】
2008510958.tif 000006
【図５】
2008510958.tif 000007
【図６】
2008510958.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月27日(2006.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の位置を突き止めるための機器であって、
位置を突き止めるべき前記物品を含む一般的な領域を照らすことのできる電磁放射の光源であって、前記電磁スペクトルの赤色または赤外線付近の帯域の放射を発する光源、
前記物品に関連付けられており前記光源によって発せられる前記放射に応答するアブソーバ、
前記物品に関連付けられており前記アブソーバによる吸収に応答するエミッタ、および
前記エミッタによる放射を検出でき前記物品の位置を知らせる出力を提供できる検出器、
を備えることを特徴とする機器。
【請求項２】
前記光源は、前記光源によって放射された前記電磁放射を方向性光源に集中させるための集中素子をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記集中素子はコリメータであることを特徴とする、請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記光源は、前記方向性光線を１５ｍｍから２５ｍｍの間の幅で拡張するための光線拡張器をさらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記光源は、前記光源によって放射される電磁放射の方向に対して４５°の角度をつけて搭載されるフィルタおよび／またはホットミラーをさらに備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の機器。
【請求項６】
前記検出器は少なくとも１つのバンドパスフィルタおよび少なくとも１つの波長パスフィルタを備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の機器。
【請求項７】
前記少なくとも１つのバンドパスフィルタはバンドパス干渉フィルタであり、前記波長パスフィルタは着色ガラスフィルタであることを特徴とする、請求項６に記載の機器。
【請求項８】
前記検出器は開口部停止帯および受光レンズをさらに備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の機器。
【請求項９】
前記開口部停止帯は可変絞りであり、前記受光レンズは約５０ｍｍから１５０ｍｍの焦点長さを持つことを特徴とする、請求項１０に記載の機器。
【請求項１０】
前記受光レンズは、前記物品の実際の画像を前記検出器上に形成するような形状、大きさ、および配置とされており、前記画像は０．５ｍｍから５ｍｍの間の大きさとされていることを特徴とする、請求項９に記載の機器。
【請求項１１】
前記機器は、前記検出器に接続され、前記検出器の出力を約０．５ボルトから１０ボルトに増幅するための増幅器をさらに備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の機器。
【請求項１２】
前記増幅器はトランスインピーダンス増幅器であることを特徴とする、請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記機器は前記光源に接続されている信号発生器をさらに備え、前記信号発生器は前記光源によって放射された前記電磁放射を所定の周波数でパルス化することを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の機器。
【請求項１４】
前記機器は前記表示器に接続された位相感知性増幅器をさらに備えており、前記位相感知性増幅器は前記検出器の出力を直流信号に変換し、前記直流信号は前記表示器を通電することを特徴とする、請求項１３に記載の機器。
【請求項１５】
前記表示器は少なくとも１つの視覚的刺激および／または少なくとも１つの聴覚的刺激を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記視覚的刺激は点滅ＬＥＤの形態であり、前記聴覚的刺激は電子ブザーまたはブザーの形態であることを特徴とする、請求項１５に記載の機器。
【請求項１７】
前記光源はレーザーダイオードであり、前記検出器は光検出器であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記載の機器。
【請求項１８】
前記アブソーバおよび前記エミッタは前記物品の外側表面に設けられた蛍光材料からなることを特徴とする、請求項１から１７のいずれかに記載の機器。
【請求項１９】
前記蛍光材料は赤外線および／または紫外線帯域で強力に吸収を行うように選択されることを特徴とする、請求項１８に記載の機器。
【請求項２０】
前記蛍光材料は蛍光塗料であることを特徴とする、請求項１８に記載の機器。
【請求項２１】
前記蛍光塗料は、３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニンまたは１，１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニンであることを特徴とする、請求項２０に記載の機器。
【請求項２２】
物品の位置を突き止めるための方法であって、
前記物品に、電磁スペクトルの赤色または赤外線帯域の入射電磁放射を吸収するように選択されたアブソーバを提供する工程、
前記物品に、前記入射放射により前記アブソーバが照らされたことに応答して電磁放射を発するように選択されたエミッタを提供する工程、および
前記発せられた放射を検出する工程、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記方法は、前記物品を放射光源で積極的に照らす工程をさらに具備しており、前記光源は電磁スペクトルの赤色または赤外線帯域付近で放射を発することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記物品に前記アブソーバおよびエミッタを提供する工程は、特徴的な周波数を持つ蛍光材料で前記物品をコーティングする工程を具備することを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記蛍光材料は、赤外線および／または紫外線帯域で強力に吸収を行うように選択されることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記蛍光材料は蛍光塗料であることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記蛍光塗料は３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニンまたは１，１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニンであることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記アブソーバを照らすために探索領域全体にわたって前記入射電磁放射を振り動かす工程をさらに具備することを特徴とする、請求項２２から２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記入射電磁放射は所定の周波数でパルス化されることを特徴とする、請求項２２から２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記検出する工程は検出された放射をろ過する工程をさらに具備し、前記ろ過する工程は特徴的な周波数外の放射を積極的に減らす工程を具備することを特徴とする、請求項２３から２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記発された放射を検出した際にユーザーに知らせる工程をさらに具備することを特徴とする、請求項２２から３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記知らせる工程は、視覚的刺激および／または聴覚的刺激を提供する工程をさらに具備することを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記視覚的刺激は点滅ＬＥＤの形態であり前記聴覚的刺激は電子ブザーまたはブザーの形態であることを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
光源は、物品をコーティングするよう選択された蛍光材料によって光が非常によく吸収される波長を持つように都合よく選択してよい。適切には、光源はスペクトルの赤外線または紫外線部分のエネルギーを放射するように選択される。好ましくは、光源は赤外線範囲の電磁放射または光を放射する。いくつかの実施態様では、光源は７５０ｎｍから１０００ｎｍの波長を持っている。都合がよければ、７８５ｎｍ、８５０ｎｍ、または９８０ｎｍのうちのいずれか１つを選択してよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
従って、好ましい形態では、光源はその周波数が可視光線範囲外となるように選択する。蛍光材料が光源のスペクトル範囲内のエネルギーを吸収するように選択されると、光源の波長よりもわずかに長い波長で返却信号を放射できるようになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
光源が赤外線または紫外線範囲のエネルギーを放射するよう選択される場合、いずれが選択されるかによって、電磁スペクトルの紫外線または赤外線帯域で強力に放射を選択する蛍光材料が選択される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
従って、赤外線または紫外線範囲、好ましくは赤外線範囲で強力な吸収を行う適切な蛍光材料を選択できる。そしてこの材料は、光源の波長と蛍光材料との関数である特定の、そしてより長い波長を持つ返却信号を放射する。このことで、励起光線に応答して物品から返却される光を特定するための診断ツールを提供できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
出願人によって特定された適切なコーティング材料の一例としては、３−ヨウ化ジエチルチアジカルボシアニン（3-diethylthiadicarbocyanineiodide:ＴＤＣＩ）が挙げられる。適切の塗料の他の例としては、１―，１’ ，３，３’ ，３’−ヨウ化ヘキサメチルインドジカルボシアニン（1-,1’,3,3’,3’-hexamethylindodicarbocyanine Iodide：ＨＩＤＣＩ）が挙げられる。しかしながら、他の数多くの蛍光塗料もまた使用できるであろうことを理解する必要がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
上述の塗料は両方とも、これらを特徴的な青色および青緑色にする赤外線領域で強力な吸収を示す。さらに、塗料は両方とも強力な蛍光放射を示し、これらはその高い量子収率（quantum yield）と一致している。励起光線の範囲で強力に吸収するものはどのような塗料でも使えるであろうことと、これらは単に２つの例の蛍光塗料にすぎないことを理解する必要がある。有利なことに、コーティングはゴルフボールに塗布されても透明である。
【国際調査報告】
2008510958.tif 000009
2008510958.tif 000010
2008510958.tif 000011