JP2021038886A - Laser irradiation device and laser irradiation system - Google Patents
Laser irradiation device and laser irradiation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021038886A JP2021038886A JP2019160537A JP2019160537A JP2021038886A JP 2021038886 A JP2021038886 A JP 2021038886A JP 2019160537 A JP2019160537 A JP 2019160537A JP 2019160537 A JP2019160537 A JP 2019160537A JP 2021038886 A JP2021038886 A JP 2021038886A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser irradiation
- threat
- irradiation device
- focal position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 104
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 50
- 230000010485 coping Effects 0.000 claims description 21
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 47
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 3
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レーザ光を照射するレーザ照射装置およびレーザ照射システムに関する。 The present invention relates to a laser irradiation device and a laser irradiation system that irradiate laser light.
レーザ光を用いて飛しょう体などの対象物を溶融する溶融装置の1つに高出力レーザ(High Energy Laser)(以降、HELと表記)システムがある。特許文献1のHELシステムは、高出力レーザ光を発生させ、高出力レーザ光を飛しょう体等の脅威に照射することで、脅威を加熱するシステムである。脅威に使用されている材料は、高出力レーザ光で加熱されることによって溶融または熱膨張し、破壊される。これにより、HELシステムは、脅威の性能を低下させることができるので、脅威の動作を妨害し、脅威から防護対象を守ることができる。 A high-power laser (hereinafter referred to as HEL) system is one of the melting devices for melting an object such as a flying object by using a laser beam. The HEL system of Patent Document 1 is a system that heats a threat by generating a high-power laser beam and irradiating the threat such as a flying object with the high-power laser light. The materials used in the threat are melted or thermally expanded and destroyed by being heated by high-power laser light. As a result, the HEL system can reduce the performance of the threat, thereby interfering with the operation of the threat and protecting the protection target from the threat.
しかしながら、上記特許文献1のHELシステムは、脅威が溶融等されるまで継続的に高出力レーザ光を照射する必要があるので、各脅威に対する加熱対処に長時間を要する。脅威が、第1の脅威、第2の脅威、および第3の脅威の3つである場合、上記特許文献1のHELシステムは、第1の脅威を加熱し、次いで第2の脅威を加熱し、最後に第3の脅威を加熱する。この場合において、第1の脅威に対する加熱対処に長時間を要すると、第2の脅威または第3の脅威は、加熱される前に、防護対象に到達する場合があった。また、脅威が1つである場合であっても、脅威と防護対象との距離が近い場合には、加熱対処が間に合わず、脅威が溶融等される前に防護対象に到達する場合があった。このように、上記特許文献1のHELシステムは、脅威の妨害に長時間を要するので、熱処理能力を上回る条件の脅威に対しては、脅威の動作を妨害できない場合があった。 However, since the HEL system of Patent Document 1 needs to continuously irradiate high-power laser light until the threat is melted or the like, it takes a long time to deal with heating for each threat. When there are three threats, a first threat, a second threat, and a third threat, the HEL system of Patent Document 1 heats the first threat, and then heats the second threat. Finally, heat up the third threat. In this case, if it takes a long time to deal with the heating of the first threat, the second threat or the third threat may reach the protection target before being heated. In addition, even if there is only one threat, if the distance between the threat and the protected object is short, the heating measures may not be in time and the threat may reach the protected object before it is melted or the like. .. As described above, since the HEL system of Patent Document 1 takes a long time to interfere with the threat, it may not be possible to interfere with the operation of the threat against the threat under the condition exceeding the heat treatment ability.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、脅威の動作を短時間で妨害することができるレーザ照射装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser irradiation device capable of interfering with the operation of a threat in a short time.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ照射装置は、レーザ光を発生させるレーザ光源と、レーザ光を用いた対処の対象となる対象物が存在する方位角および俯仰角を示す角度情報と、対象物までの距離を示す距離情報と、に基づいて、レーザ光の焦点位置を指示するシステム制御装置と、システム制御装置からの指示に基づいて焦点位置を制御し、レーザ光を照射するレーザ指向装置と、を備える。レーザ指向装置は、対象物から離れた位置である焦点位置にレーザ光を照射することによって焦点位置の大気を絶縁破壊させ、絶縁破壊の際に生じる衝撃波を対象物まで伝搬させる衝撃波モードで対象物に対処する機能を有している。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser irradiation device of the present invention has a laser light source that generates laser light, and an azimuth angle and elevation in which an object to be dealt with by using the laser light exists. Based on the angle information indicating the angle and the distance information indicating the distance to the object, the system control device that indicates the focal position of the laser beam and the system control device that indicates the focal position are controlled based on the instruction from the system control device. It includes a laser-directed device that irradiates a laser beam. The laser directing device is a shock wave mode in which the atmosphere at the focal position is dielectrically broken down by irradiating the focal position, which is a position away from the object, and the shock wave generated at the time of dielectric breakdown is propagated to the object. Has a function to deal with.
本発明によれば、脅威の動作を短時間で妨害することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the operation of the threat can be disturbed in a short time.
以下に、本発明にかかるレーザ照射装置およびレーザ照射システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the laser irradiation device and the laser irradiation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態.
<レーザ照射装置の構成>
図1は、実施の形態にかかるレーザ照射装置の構成を示す図である。レーザ照射装置100は、高出力レーザ光を用いて、脅威の近傍に衝撃波を発生させる装置である。また、レーザ照射装置100は、高出力レーザ光を脅威に照射することができる。脅威は、高出力レーザ光を用いた対処の対象となる対象物である。脅威の例は、ドローン、航空機、ミサイルなどの飛しょう体である。なお、脅威は、昆虫、鳥といった生物であってもよい。脅威は移動する対象物に限らず、停止している対象物であってもよいし、一時的に停止しつつ移動する対象物であってもよい。レーザ照射装置100は、システム制御装置10と、高出力レーザ装置30と、レーザ指向装置50とを備える。システム制御装置10は、高出力レーザ装置30およびレーザ指向装置50に接続されている。
Embodiment.
<Construction of laser irradiation device>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser irradiation device according to an embodiment. The
システム制御装置10は、高出力レーザ装置30およびレーザ指向装置50を制御する。高出力レーザ装置30は、高出力レーザ光をレーザ指向装置50に出力する。高出力レーザ光は、エネルギー密度が特定値よりも高い高出力密度のレーザ光である。レーザ指向装置50は、システム制御装置10からの指示に基づいた指向方向に高出力レーザ光を照射する。
The
レーザ指向装置50は、脅威の周辺である第1の焦点位置に高出力レーザ光を照射することによって第1の焦点位置の大気を絶縁破壊させ、絶縁破壊の際に生じる衝撃波を脅威まで伝搬させる衝撃波モードで脅威に対処する機能を有している。また、レーザ指向装置50は、脅威に高出力レーザ光を照射して脅威を加熱する加熱モードで脅威に対処する機能を有している。衝撃波モードおよび加熱モードについての詳細は後述する。
The
レーザ指向装置50は、ハードウェアとして、センサヘッド部51およびジンバル52を備えている。ジンバル52は、センサヘッド部51に連接されている。ジンバル52は、方位角方向および俯仰角方向に駆動可能となっており、センサヘッド部51を方位角方向および俯仰角方向に回転させる。
The
センサヘッド部51は、照射光学部53と、測距部54と、撮像部55とを備えている。照射光学部53は、高出力レーザ装置30で生成された高出力レーザ光を整形するとともに焦点位置の調整を行ったうえで脅威に照射する。
The
照射光学部53は、ハードウェアとして、高出力レーザ光学系56および焦点制御器57を備えている。高出力レーザ光学系56は、高出力レーザ装置30で生成された高出力レーザ光を整形して照射する。焦点制御器57は、システム制御装置10からの指示に従って、高出力レーザ光学系56が照射する高出力レーザ光を集光する焦点位置を調整する。
The irradiation
測距部54は、測距センサ等であり、レーザ照射装置100と脅威との間の距離を測定する。測距部54は、高出力レーザ光を集光する焦点位置をシステム制御装置10が計算する際に、レーザ照射装置100と脅威との間の距離を測定する。測距部54は、システム制御装置10からの指示に従って、測距用レーザ光を脅威に照射し、脅威にて反射された測距用レーザ光を受信する。測距部54は、ハードウェアとして、脅威に測距用レーザ光を照射するための測距用レーザ58と、脅威で反射された測距用レーザ光を受信するための受信器59とを備えている。
The
撮像部55は、システム制御装置10からの指示に従って画像を撮像するカメラ60を備えている。カメラ60は、脅威を探知する際に必要となる画像と、探知した脅威の方位角および俯仰角を計算するために必要となる画像とを撮像する。カメラ60は、脅威が発する赤外線を撮像する赤外線カメラであってもよいし、脅威が反射する可視光線を撮像する可視カメラであってもよい。また、カメラ60は、照明を有するゲートカメラであってもよい。
The
高出力レーザ光学系56から脅威に向かう方向が第1の指向方向であり、高出力レーザ光学系56が第1の指向方向の脅威に高出力レーザ光を照射する際に高出力レーザ光が通る軸が第1の視軸である。また、測距部54から脅威に向かう方向が第2の指向方向であり、測距部54が第2の指向方向の脅威との間の距離を測定する際に測距用レーザ光が通る軸が第2の視軸である。また、撮像部55から脅威に向かう方向が第3の指向方向であり、撮像部55が第3の指向方向の脅威を撮像する際に脅威から撮像部55に向かう光が通る軸が第3の視軸である。
The direction from the high-power laser
これらの第1から第3の視軸には、視差が生じる。したがって、レーザ照射装置100は、実際には視差を補正した視軸を用いるが、本実施の形態では、説明の便宜上、視差の補正を省略して説明する。すなわち、以下の説明では、第1から第3の視軸を全て視軸64として説明するが、実際には、第1から第3の視軸は必要に応じて視差が補正されている。レーザ照射装置100による視差の補正は、レーザ指向装置50がハードウェアを用いて補正してもよいし、システム制御装置10がソフトウェアを用いて補正してもよい。例えば、高出力レーザ光学系56が用いる視軸64は、カメラ60が用いる視軸64を基準として、高出力レーザ光学系56に応じた視差補正が行われている。また、測距部54が用いる視軸64は、カメラ60が用いる視軸64を基準として、測距部54に応じた視差補正が行われている。
Parallax occurs in these first to third visual axes. Therefore, the
レーザ指向装置50は、複数の脅威が存在する場合、脅威毎に画像を撮像し、脅威毎に脅威の方位角および俯仰角を測定する。また、レーザ指向装置50は、脅威毎に脅威との間の距離を測定する。
When a plurality of threats are present, the laser-oriented
高出力レーザ装置30は、ハードウェアとして高出力レーザ光源31を備えている。高出力レーザ光源31は、システム制御装置10からの指示に従って高出力レーザ光を生成し、生成した高出力レーザ光を高出力レーザ光学系56に出力するレーザ光源である。
The high-power laser device 30 includes a high-power laser light source 31 as hardware. The high-power laser light source 31 is a laser light source that generates high-power laser light according to an instruction from the
システム制御装置10は、操作部11と、表示部12と、信号処理部13とを備えている。操作部11は、ユーザによって入力される視軸64の方位角および俯仰角を受付ける。操作部11が受付ける視軸64は、カメラ60の視軸であり、カメラ60による画像の撮像方向に対応している。操作部11は、受付けた方位角および俯仰角を信号処理部13に出力する。
The
信号処理部13は、種々の信号処理を行う。信号処理部13は、高出力レーザ制御部14と、焦点指示部15と、距離演算部16と、視軸指示部17と、位置演算部18と、判断部19とを備える。
The
視軸指示部17は、ジンバル52を制御する。視軸指示部17は、操作部11から出力された方位角および俯仰角に基づいて、ジンバル52への制御信号を生成し、ジンバル52に出力する。ジンバル52への制御信号は、ジンバル52の動作を制御するための信号である。また、視軸指示部17は、位置演算部18に脅威の探知指示と、ジンバル52の動作の情報(カメラ60の姿勢の情報)とを送る。また、視軸指示部17は、位置演算部18から方位角および俯仰角を受付けると、方位角および俯仰角に基づいて、ジンバル52への制御信号を生成し、ジンバル52に出力する。また、視軸指示部17は、距離演算部16に脅威までの距離を測定する指示を送る。
The visual
位置演算部18は、視軸指示部17から脅威の探知指示を受付けると、撮像部55のカメラ60に画像の撮像指示を送る。位置演算部18は、撮像部55から画像を受付けると、画像に基づいて、脅威の探知と、探知した脅威の方位角および俯仰角の計算とを実行する。位置演算部18は、脅威の方位角および俯仰角を計算する際に、カメラ60の姿勢の情報を用いる。以下の説明では、位置演算部18が計算した、脅威の方位角および俯仰角を角度情報という。位置演算部18は、角度情報を視軸指示部17に出力する。また、位置演算部18は、脅威への対処が完了したか否かを判定させるため、カメラ60で撮像された画像を判断部19に出力する。
When the
距離演算部16は、測距部54に測距用レーザ光の照射指示を送る。距離演算部16は、測距用レーザ58が測距用レーザ光を出射した時刻t1と、受信器59が測距用レーザ光の反射光(脅威にて反射された測距用レーザ光)を受光した時刻t2との時間差に基づいて、レーザ照射装置100から脅威までの距離(以下、距離情報という)を計算する。距離演算部16は、計算した距離情報を判断部19および焦点指示部15に出力する。
The
判断部19は、位置演算部18が計算した角度情報および距離演算部16が計算した距離情報に基づいて、脅威への対処を行うモードとして加熱モードと衝撃波モードとの何れが優位かを判断する。
The
衝撃波モードは、脅威から特定方向に特定の距離だけ離れた位置の大気に高出力レーザ光を照射することによって衝撃波を発生させ、衝撃波を脅威に衝突させるモードである。高出力レーザ光の照射によって発生した衝撃波は、同心球状に広がっていく。 The shock wave mode is a mode in which a shock wave is generated by irradiating the atmosphere at a position separated from the threat by a specific distance by a specific distance with a high-power laser beam, and the shock wave collides with the threat. The shock wave generated by the irradiation of high-power laser light spreads concentricly.
衝撃波モードは、高出力レーザ光を用いた大気の絶縁破壊によって発生させた衝撃波による対処であり、広範囲に分布する複数の脅威に対して短時間で対処することができる。レーザ照射装置100が衝撃波モードを用いる場合、レーザ照射装置100は、高出力レーザ光を脅威の近傍の大気へ照射することで大気を絶縁破壊させ、絶縁破壊の際に生じる衝撃波を脅威まで伝搬させることで、脅威を破壊または脅威の侵攻を妨害する。衝撃波モードは、加熱モード時の、加熱による溶融、熱膨張による破壊、加熱による焼損等とは異なり、大気の絶縁破壊と衝撃波の発生とが瞬時に引き起こされる。このため、レーザ照射装置100は、衝撃波モードの場合には、広範囲にわたって繰返し高出力レーザ光を照射することで、広範囲の脅威に対して加熱モード時よりも短時間で対処することができる。
The shock wave mode is a countermeasure by a shock wave generated by dielectric breakdown of the atmosphere using a high-power laser beam, and can deal with a plurality of threats distributed over a wide area in a short time. When the
判断部19は、短時間で多数の脅威に対処したい場合に衝撃波モードが優位であると判断する。判断部19は、少数の脅威に対処したい場合に加熱モードが優位であると判断する。判断部19による判断方法の例については後述する。判断部19が、加熱モードが優位であると判断した場合、判断部19は、対処モードを加熱モードとすることを焦点指示部15に通知する。判断部19が、衝撃波モードが優位であると判断した場合、判断部19は、対処モードを衝撃波モードとすることを焦点指示部15に通知する。また、判断部19は、位置演算部18から取得した角度情報を焦点指示部15に出力する。また、判断部19は、位置演算部18から受付けた画像に基づいて、脅威への対処が完了したか否かを判定する。
The
焦点指示部15は、焦点制御器57を制御する。焦点指示部15は、判断部19からの通知に基づいて、焦点を制御させるための指示信号である焦点制御信号を、焦点制御器57に出力する。具体的には、焦点指示部15は、距離演算部16が計算した距離情報および判断部19から送られてくる角度情報に対応する位置に、高出力レーザ光が集光されるよう、焦点制御信号を生成する。
The
焦点指示部15は、判断部19から衝撃波モードの通知を受付けた場合、脅威の近傍に高出力レーザ光が集光されるよう、焦点制御信号を生成する。すなわち、焦点指示部15は、脅威から特定距離だけ離れた位置、脅威から見て特定方向となる位置を焦点位置とした焦点制御信号を生成する。脅威から特定距離だけ離れた位置は、高出力レーザ光の照射によって衝撃波を発生させることができ、且つ衝撃波によって脅威に衝撃を与えることができる位置である。すなわち、脅威から特定距離だけ離れた位置は、脅威から第1の距離よりも離れた位置で、且つ脅威から第2の距離(第1の距離<第2の距離)よりも近い位置である。脅威から見た特定方向は、脅威の前方向の位置、後方向の位置、右方向の位置、左方向の位置、上方向の位置、下方向の位置などである。
When the
焦点指示部15は、複数の脅威が存在する場合、脅威の位置(座標)の平均値を焦点位置とした焦点制御信号を生成する。この場合において、焦点位置が何れかの脅威の位置と重なる場合には、焦点指示部15は、重なる位置の近傍を焦点位置とした焦点制御信号を生成する。
When a plurality of threats are present, the
また、焦点指示部15は、脅威の種類毎に焦点位置を変えてもよい。例えば、脅威に弱点方向がある場合、焦点指示部15は、弱点方向から衝撃波が伝搬されるよう、焦点制御信号を生成する。この場合、判断部19が、脅威の画像に基づいて脅威の種類を特定し、特定した種類の情報を焦点指示部15に通知する。脅威の弱点が、複数方向からの衝撃波である場合、焦点指示部15は、複数の焦点制御信号を生成する。この場合、照射光学部53は、焦点制御信号を順番に用いて高出力レーザ光を順番に照射する。
Further, the
焦点指示部15は、判断部19から加熱モードの通知を受付けた場合、脅威自体に高出力レーザ光が集光されるよう、焦点制御信号を生成する。
When the
焦点指示部15は、生成した焦点制御信号を焦点制御器57に出力する。また、焦点指示部15は、高出力レーザ光の出力指示を高出力レーザ制御部14に出力する。
The
高出力レーザ制御部14は、高出力レーザ光源31を制御する。高出力レーザ制御部14は、高出力レーザ光源31への指示信号である出力制御信号を生成し、高出力レーザ光源31に出力する。出力制御信号は、高出力レーザ光源31に高出力レーザ光を出力させるための指示信号である。
The high-power
表示部12は、種々の情報を表示する装置である。表示部12は、例えば液晶表示装置である。
The
なお、操作部11は、高出力レーザ装置30にも接続されている。操作部11は、ユーザから高出力レーザ光の出力指示を受付けた場合、高出力レーザ光の出力指示を高出力レーザ装置30に送り、ユーザから高出力レーザ光の停止指示を受付けた場合、高出力レーザ光の停止指示を高出力レーザ装置30に送る。
The
また、操作部11は、焦点指示部15にも接続されている。操作部11は、ユーザから焦点を指定する指示である焦点調整指示を受付けた場合、焦点調整指示を焦点指示部15に送る。操作部11は、ユーザから角度情報および距離情報を受付けた場合、角度情報および距離情報を焦点指示部15に送る。この場合、焦点指示部15は、ユーザからの角度情報および距離情報に基づいて焦点位置を算出する。
The
なお、脅威の情報である角度情報、距離情報および照射位置は、レーザ照射装置100以外の装置である脅威情報取得装置が取得して、脅威情報取得装置が、レーザ照射装置100に送信してもよい。
Even if the threat information acquisition device, which is a device other than the
<レーザ照射装置の動作手順>
図2は、実施の形態にかかるレーザ照射装置の動作手順を示すフローチャートである。操作部11は、レーザ照射装置100のユーザによって入力される指示を受付ける。具体的には、操作部11は、視軸64の方位角および俯仰角を受付ける(ステップS11)。操作部11は、受付けた方位角および俯仰角を信号処理部13の視軸指示部17に出力する。
<Operating procedure of laser irradiation device>
FIG. 2 is a flowchart showing an operating procedure of the laser irradiation device according to the embodiment. The
視軸指示部17は、操作部11から出力された方位角および俯仰角に基づいて、ジンバル52への制御信号を生成し(ステップS12)、ジンバル52に出力する。
The visual
ジンバル52は、視軸指示部17から出力される制御信号によって駆動する(ステップS13)。この後、視軸指示部17は、位置演算部18に脅威の探知指示を送る。これにより、位置演算部18は、撮像部55のカメラ60に画像の撮像指示を送る。カメラ60は、視軸方向の画像を撮像し(ステップS14)、位置演算部18に出力する。
The gimbal 52 is driven by a control signal output from the visual axis indicating unit 17 (step S13). After that, the visual
位置演算部18は、撮像部55から出力された画像から、脅威の探知と、探知した脅威の方位角および俯仰角の計算とを実行する(ステップS15)。位置演算部18は、脅威の方位角および俯仰角を視軸指示部17に出力する。
The
視軸指示部17は、位置演算部18から出力された脅威の方位角および俯仰角に基づいて、ジンバル52への制御信号を生成し(ステップS16)、ジンバル52に出力する。
The visual
ジンバル52は、視軸指示部17から出力される制御信号によって駆動する(ステップS17)。具体的には、ジンバル52は、視軸指示部17から出力される制御信号に基づいて、センサヘッド部51の視軸64が脅威の方向に指向するよう駆動する。この後、視軸指示部17は、距離演算部16に脅威までの距離を測定する指示を送る。これにより、距離演算部16は、測距部54に測距用レーザ光の照射指示を送る。
The gimbal 52 is driven by a control signal output from the visual axis indicating unit 17 (step S17). Specifically, the gimbal 52 drives the
測距部54は、距離演算部16からの指示により、測距用レーザ光を脅威に照射し、脅威にて反射された測距用レーザ光を受信する(ステップS18)。具体的には、測距用レーザ58が、視軸64の方向へ測距用レーザ光を照射することで、測距用レーザ58が、測距用レーザ光を脅威に照射し、受信器59が、脅威にて反射された測距用レーザ光の反射光を受信する。受信器59は、受信した反射光を電気信号に変換して距離演算部16に出力する。
The
また、測距用レーザ58は、測距用レーザ光を出射した時刻t1を距離演算部16に送る。受信器59は、測距用レーザ光の反射光を受光した時刻t2を距離演算部16に送る。
Further, the distance measuring laser 58 sends the time t1 at which the distance measuring laser light is emitted to the
距離演算部16は、測距用レーザ58が測距用レーザ光を出射した時刻t1と、受信器59が測距用レーザ光の反射光を受光した時刻t2との時間差に基づいて、レーザ照射装置100から脅威までの距離を計算する(ステップS19)。なお、距離演算部16は、時刻t1の代わりに、測距部54に測距用レーザ光の照射指示を送信した時刻を用いてもよい。また、距離演算部16は、時刻t2の代わりに、受信器59から反射光に対応する電気信号を受信した時刻を用いてもよい。距離演算部16は、計算した距離情報を判断部19に出力する。
The
判断部19は、位置演算部18が計算した脅威の角度情報および距離演算部16が計算した距離情報に基づいて、優位な脅威対処モードを判断する(ステップS20)。すなわち、判断部19は、角度情報および距離情報に基づいて、脅威対処を行うモードとして加熱モードと衝撃波モードとの何れが優位かを判断する。
The
判断部19は、短時間で多数の脅威に対処したい場合に衝撃波モードが優位であると判断する。ここで、判断部19による脅威対処モードの判断方法について説明する。判断部19は、第1の条件を満たす場合は、衝撃波モードを選択し、第1の条件を満たさない場合は、加熱モードを選択する。すなわち、システム制御装置10は、第1の条件を満たす場合は、レーザ指向装置50に衝撃波モードで脅威への対処を行わせ、第1の条件を満たさない場合は、レーザ指向装置50に加熱モードで脅威への対処を行わせる。第1の条件は、脅威の数(脅威数)が特定数以上であること、脅威の分布が特定範囲よりも広いこと、脅威までの距離が特定距離よりも短いこと、および脅威が特定の種類であることの少なくとも1つである。
The
判断部19は、加熱モードと衝撃波モードとの何れが優位であるかの判断を、予めプログラミングされた条件判断アルゴリズムによって実行する。このとき、判断部19は、パラメータとして、脅威数、脅威の分布、脅威とレーザ照射装置100との間の距離等を用いて、脅威への対処効果が高い方の対処モードを選択する。
The
判断部19は、衝撃波モードによって脅威の侵攻を妨害する方が加熱モードによる対処よりも対処効果が高いか、加熱モードによって脅威を加熱(溶融、破壊または焼損)する方が衝撃波モードによる対処よりも対処効果が高いか否かを判定する。
判断部19は、脅威数、脅威の分布、脅威とレーザ照射装置100との間の距離、および脅威の種類の少なくとも1つに基づいて、選択する対処モードを判断する。例えば、脅威数が特定数よりも多い場合、加熱モードで全ての脅威に対処することは困難であることがあるので、判断部19は、衝撃波モードを選択する。判断部19は、脅威数の特定数が例えば3つ以上である場合に衝撃波モードを選択する。また、脅威の分布範囲が特定範囲よりも広い場合、衝撃波モードによって複数の脅威に対処した方が、対処効率が良いので、判断部19は、衝撃波モードを選択する。また、脅威とレーザ照射装置100との間の距離が特定距離よりも短い場合、加熱モードでは間に合わないことがあるので、判断部19は、衝撃波モードを選択する。また、脅威が、衝撃波モードに弱い種類の脅威である場合、衝撃波モードによって脅威に対処した方が、対処効率が良いので、判断部19は、衝撃波モードを選択する。
The
判断部19は、上述した脅威数、脅威の分布、脅威とレーザ照射装置100との間の距離、および脅威の種類の組み合わせに基づいて、対処モードを選択してもよい。判断部19は、例えば、脅威数が1で、脅威とレーザ照射装置100との間の距離が第1の基準値よりも長い場合には、加熱モードによって脅威を加熱する方が、衝撃波モードによる対処よりも対処効果が高いと判断する。一方で、判断部19は、脅威数が複数で、脅威とレーザ照射装置100との間の距離が第2の基準値よりも短い場合には、衝撃波モードによって脅威の侵攻を妨害する方が、加熱モードによる対処よりも対処効果が高いと判断する。なお、加熱モードまたは衝撃波モードは、ユーザが操作部11にモード入力することによって決定してもよい。
The
判断部19は、加熱モードが優位であると判断した場合(ステップS25、No)、対処モードを加熱モードとすることを焦点指示部15に通知し、これにより、レーザ照射装置100は、加熱モードを実行する(ステップS30)。
When the
判断部19は、衝撃波モードが優位であると判断した場合(ステップS25、Yes)、対処モードを衝撃波モードとすることを焦点指示部15に通知し、これにより、レーザ照射装置100は、衝撃波モードを実行する(ステップS40)。加熱モードの動作手順、衝撃波モードの動作手順については後述する。
When the
カメラ60は、位置演算部18から画像の撮像指示を受け付けた後、視軸方向の画像を撮像する処理(ステップS21)と、撮像した画像を位置演算部18に出力する処理とを繰り返している。
After receiving an image imaging instruction from the
位置演算部18は、カメラ60で撮像された画像を判断部19に出力する。判断部19は、位置演算部18が出力した画像に基づいて、脅威の対処が完了したか否かを判定する(ステップS22)。対処が未完了の場合(ステップS23、No)、レーザ照射装置100は、ステップS14の処理に戻り、ステップS14からS22までの処理を繰り返す。対処が完了の場合(ステップS23、Yes)、レーザ照射装置100は、高出力レーザ光の照射を終了する。具体的には、判断部19が、焦点指示部15に対処完了を通知し、焦点指示部15が高出力レーザ制御部14に対処完了を通知する。焦点指示部15は、焦点制御器57への制御を完了し、高出力レーザ制御部14は、高出力レーザ光源31の制御を完了する。
The
レーザ照射装置100は、脅威への対処を実行している間、表示部12に、レーザ照射装置100の動作状況、撮像部55から出力される画像等を表示する。ここで、加熱モードの動作手順および衝撃波モードの動作手順について説明する。
The
<加熱モードの動作手順>
図3は、実施の形態にかかるレーザ照射装置による加熱モードの動作手順を示すフローチャートである。判断部19は、加熱モードが優位であると判断した場合、加熱モードが優位であることを焦点指示部15に通知する。
<Operation procedure in heating mode>
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the heating mode by the laser irradiation device according to the embodiment. When the
焦点指示部15は、距離演算部16で計算した距離だけ離れた脅威に高出力レーザ光が集光されるよう、焦点制御信号を生成する(ステップS30a)。焦点指示部15は、生成した焦点制御信号を焦点制御器57に出力する。また、焦点指示部15は、高出力レーザ光の出力指示を高出力レーザ制御部14に出力する。
The
焦点制御器57は、焦点指示部15から受付けた焦点制御信号に基づいて、高出力レーザ光が照射される焦点位置を調整する(ステップS30b)。焦点制御器57は、高出力レーザ光学系56が照射する高出力レーザ光に対して焦点位置を調整する。
The
高出力レーザ制御部14は、高出力レーザ光源31への指示信号である出力制御信号を生成し(ステップS30c)、高出力レーザ光源31に出力する。
The high-power
高出力レーザ光源31は、高出力レーザ制御部14からの出力制御信号に基づいて、高出力レーザ光を出力する(ステップS30d)。この高出力レーザ光は、高出力レーザ光学系56に送られる。
The high-power laser light source 31 outputs high-power laser light based on the output control signal from the high-power laser control unit 14 (step S30d). This high-power laser light is sent to the high-power laser
高出力レーザ光学系56は、高出力レーザ光源31が出力した高出力レーザ光を整形し焦点位置を調整して視軸64の方向へ出力し、脅威へ継続的に照射する(ステップS30e)。これにより、レーザ照射装置100は、高出力レーザ光で脅威を加熱する。
The high-power laser
<衝撃波モードの動作手順>
図4は、実施の形態にかかるレーザ照射装置による衝撃波モードの動作手順を示すフローチャートである。判断部19は、衝撃波モードが優位であると判断した場合、衝撃波モードが優位であることを焦点指示部15に通知する。
<Shock wave mode operation procedure>
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the shock wave mode by the laser irradiation device according to the embodiment. When the
焦点指示部15は、距離演算部16で計算した脅威との距離に基づいて、衝撃波が効率良く脅威へ伝搬する焦点位置を計算し、焦点制御信号を生成する(ステップS40a)。複数の脅威が存在する場合、焦点指示部15は、脅威の分布に基づいて、焦点位置を計算する。焦点指示部15は、生成した焦点制御信号を焦点制御器57に出力する。また、焦点指示部15は、高出力レーザ光の出力指示を高出力レーザ制御部14に出力する。
The
焦点制御器57は、焦点指示部15から受付けた焦点制御信号に基づいて、高出力レーザ光が照射される焦点位置を調整する(ステップS40b)。焦点制御器57は、高出力レーザ光学系56が照射する高出力レーザ光に対して焦点位置を調整する。
The
高出力レーザ制御部14は、高出力レーザ光源31への指示信号である出力制御信号を生成する(ステップS40c)。出力制御信号は、高出力レーザ光源31に高出力レーザ光を出力させるための指示信号である。
The high-power
高出力レーザ光源31は、高出力レーザ制御部14からの出力制御信号に基づいて、高出力レーザ光を出力する(ステップS40d)。この高出力レーザ光は、高出力レーザ光学系56に送られる。
The high-power laser light source 31 outputs high-power laser light based on the output control signal from the high-power laser control unit 14 (step S40d). This high-power laser light is sent to the high-power laser
高出力レーザ光学系56は、高出力レーザ光源31が出力した高出力レーザ光を整形し焦点位置を調整して視軸64の方向へ出力し、脅威の近傍へ継続的に照射する(ステップS40e)。これにより、レーザ照射装置100は、脅威の近傍に衝撃波を発生させる。この結果、衝撃波が脅威に向かって伝搬し脅威に衝突するので、レーザ照射装置100は、脅威の任務を妨害し、脅威から防護対象を守ることができる。
The high-power laser
なお、図2のフローチャートでは、レーザ照射装置100が、衝撃波モードまたは加熱モードを選択する場合について説明したが、レーザ照射装置100は、対処モードの判断処理を実行することなく、全ての脅威に対して衝撃波モードを実行してもよい。
In the flowchart of FIG. 2, the case where the
また、レーザ照射装置100は、複数の脅威に対して組分けを行い、組ごとに衝撃波を照射してもよい。この場合の各組には、1つ以上の脅威が含まれていればよい。
Further, the
ここで、上述したレーザ照射装置100によるステップS30,S40の処理についての補足説明を行う。図1から図4では、脅威に対処するためのレーザ照射装置100が1台である場合について説明したが、複数台のレーザ照射装置で脅威に対処してもよい。
Here, a supplementary explanation will be given regarding the processing of steps S30 and S40 by the
図5は、実施の形態に係る2台のレーザ照射装置で加熱モードの対処を実行する場合の処理を説明するための図である。ここでは、レーザ照射装置201と、レーザ照射装置202とを用いて加熱モードの対処を実行する場合について説明する。レーザ照射装置201,202は、レーザ照射装置100と同様に加熱モードで脅威に対処できるレーザ照射装置である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a process when coping with the heating mode is executed by the two laser irradiation devices according to the embodiment. Here, a case where the
レーザ照射装置201,202は、角度情報、距離情報および照射位置を含んだ脅威情報を共有する。レーザ照射装置201,202のうちの何れか一方がマスターのレーザ照射装置であり、他方がスレーブのレーザ照射装置である。マスターのレーザ照射装置が取得した脅威情報をスレーブのレーザ照射装置に送信することで、レーザ照射装置201,202で脅威情報を共有することができる。なお、脅威情報は、レーザ照射装置201,202以外の装置(脅威情報取得装置)が取得して、脅威情報取得装置が、レーザ照射装置201,202に送信してもよい。
The
レーザ照射装置201,202は、レーザ照射装置201が出力する高出力レーザ光201aと、レーザ照射装置202が出力する高出力レーザ光202aとを脅威250に集光することで、レーザ照射装置100が出力する高出力レーザ光よりも強力な高出力レーザ光によって脅威250を加熱させることができる。また、レーザ照射装置は3台以上の複数台であっても構わない。
The
また、1台のレーザ照射装置で脅威250を溶融できない場合に、レーザ照射装置201,202が、高出力レーザ光201a,202aを脅威250に集光することで、脅威250を溶融してもよい。
Further, when the
図6は、実施の形態に係る2台のレーザ照射装置で衝撃波モードの対処を実行する場合の処理を説明するための図である。ここでは、第1のレーザ照射装置であるレーザ照射装置301と、第2のレーザ照射装置であるレーザ照射装置302とを用いて衝撃波モードの対処を実行する場合について説明する。レーザ照射装置301,302は、レーザ照射装置100と同様に衝撃波モードで脅威250に対処できるレーザ照射装置である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a process when the shock wave mode is dealt with by the two laser irradiation devices according to the embodiment. Here, a case where the shock wave mode is dealt with by using the
レーザ照射装置301,302は、角度情報、距離情報および照射位置を含んだ脅威情報を共有する。レーザ照射装置301,302のうちの何れか一方がマスターのレーザ照射装置であり、他方がスレーブのレーザ照射装置である。マスターのレーザ照射装置が取得した脅威情報をスレーブのレーザ照射装置に送信することで、レーザ照射装置301,302で脅威情報を共有することができる。なお、脅威情報は、レーザ照射装置301,302以外の装置である脅威情報取得装置が取得して、脅威情報取得装置が、レーザ照射装置301,302に送信してもよい。
The
レーザ照射装置301,302は、レーザ照射装置301が出力する高出力レーザ光301aと、レーザ照射装置302が出力する高出力レーザ光302aとを脅威250の近傍(焦点位置)に集光することで、レーザ照射装置100が発生させる衝撃波よりも強力な衝撃波310を局所的に発生させることができる。なお、衝撃波310を局所的に発生させるレーザ照射装置は3台以上の複数台であっても構わない。
The
また、1台のレーザ照射装置で衝撃波310を発生させることができない場合に、レーザ照射装置301,302が、高出力レーザ光301a,302aを脅威250の近傍に集光することで、衝撃波310を発生させてもよい。
Further, when the
図7は、実施の形態に係る3台のレーザ照射装置で衝撃波モードの対処を実行する場合の処理を説明するための図である。ここでは、第1のレーザ照射装置であるレーザ照射装置401と、第2のレーザ照射装置であるレーザ照射装置402と、第3のレーザ照射装置であるレーザ照射装置403とを用いて衝撃波モードの対処を実行する場合について説明する。
FIG. 7 is a diagram for explaining a process when the shock wave mode is dealt with by the three laser irradiation devices according to the embodiment. Here, the shock wave mode is performed by using the laser irradiation device 401 which is the first laser irradiation device, the
レーザ照射装置401〜403は、レーザ照射装置100と同様に衝撃波モードで脅威250に対処できるレーザ照射装置である。レーザ照射装置401〜403は、角度情報、距離情報および照射位置を含んだ脅威情報を共有する。レーザ照射装置401〜403のうちの何れか1つがマスターのレーザ照射装置であり、残りの2つがスレーブのレーザ照射装置である。マスターのレーザ照射装置が取得した脅威情報をスレーブのレーザ照射装置に送信することで、レーザ照射装置401〜403で脅威情報を共有することができる。なお、脅威情報は、レーザ照射装置401〜403以外の装置である脅威情報取得装置が取得して、脅威情報取得装置が、レーザ照射装置401〜403に送信してもよい。
The laser irradiation devices 401 to 403 are laser irradiation devices that can deal with the
レーザ照射装置401〜403は、レーザ照射装置401が出力する高出力レーザ光401aと、レーザ照射装置402が出力する高出力レーザ光402aと、レーザ照射装置403が出力する高出力レーザ光403aとを照射する。具体的には、レーザ照射装置401が備えるレーザ指向装置は、脅威250から第1の方向に第1の距離だけ離れた第1の焦点位置の大気に第1のレーザ光である高出力レーザ光401aを照射する。レーザ照射装置402が備えるレーザ指向装置は、脅威250から第2の方向に第2の距離だけ離れた第2の焦点位置の大気に第2のレーザ光である高出力レーザ光402aを照射する。レーザ照射装置403が備えるレーザ指向装置は、脅威250から第3の方向に第3の距離だけ離れた第3の位置の大気に第3のレーザ光である高出力レーザ光403aを照射する。
The laser irradiation devices 401 to 403 include a high-
これらの処理により、レーザ照射装置401は、第1の焦点位置に第1の衝撃波を発生させ、レーザ照射装置402は、第2の焦点位置に第2の衝撃波を発生させ、レーザ照射装置403は、第3の位置に第3の衝撃波を発生させる。これにより、レーザ照射装置401〜403は、空間上に複数の衝撃波からなる衝撃波面410を形成し、複数の衝撃波面410で防護網を生成することができる。なお、衝撃波面410を形成するレーザ照射装置は2台もしくは4台以上の複数台であっても構わない。
By these processes, the laser irradiation device 401 generates a first shock wave at the first focal position, the
例えば、脅威250が編隊を組んで飛んでくる場合がある。この場合、レーザ照射装置401〜403は、編隊の列に平行になるよう衝撃波面410を形成する。
For example,
このように、本実施の形態によれば、レーザ照射装置100が、衝撃波モードによって、脅威の動作を短時間で妨害することができる。すなわち、レーザ照射装置100は、加熱モードによる対処では間に合わない脅威に対しても、衝撃波モードで脅威に対処することができる。例えば、加熱モードによる対処能力を超える数の脅威が侵攻してきた場合であっても、レーザ照射装置100は、衝撃波モードによって短時間で多数の脅威に衝撃を与えることができる。このように、衝撃波モードは、加熱モードよりも対処時間が短いので、レーザ照射装置100から近距離に存在する脅威に対して防護対象を保護できるとともに、一度の対処で複数の脅威から防護対象を保護できる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、レーザ照射装置100は、加熱モードおよび衝撃波モードの両方を使うことができるので、加熱モードしか使えない装置よりも対処能力が高い。
Further, since the
また、レーザ照射装置100は、脅威数、脅威とレーザ照射装置との距離等のパラメータに基づいて、加熱モードと衝撃波モードとの何れが優位であるかの判断を行うので、脅威に対して効果的に対処可能な対処モードを選択することができる。
Further, since the
また、複数台のレーザ照射装置のそれぞれが、脅威の近傍の特定位置に高出力レーザ光を集光することで、1つのレーザ照射装置が発生させる衝撃波よりも大きなエネルギーの衝撃波を発生させることができる。 In addition, each of the plurality of laser irradiators can condense high-power laser light at a specific position near the threat to generate a shock wave having a larger energy than the shock wave generated by one laser irradiator. it can.
さらに、複数台のレーザ照射装置のそれぞれが、空間上に複数の衝撃波が発生されるよう高出力レーザ光を照射することで、1つのレーザ照射装置が形成する衝撃波の防護網よりも広範囲に防護網を生成することができる。 Furthermore, each of the plurality of laser irradiation devices irradiates high-power laser light so that a plurality of shock waves are generated in the space, thereby protecting a wider range than the shock wave protection network formed by one laser irradiation device. A net can be generated.
ここで、信号処理部13のハードウェア構成について説明する。図8は、実施の形態にかかるレーザ照射装置が備える信号処理部を実現するハードウェア構成の第1例を示す図である。図9は、実施の形態にかかるレーザ照射装置が備える信号処理部を実現するハードウェア構成の第2例を示す図である。
Here, the hardware configuration of the
信号処理部13は、図8に示したプロセッサ501、メモリ502、およびインタフェース504により実現することができる。プロセッサ501は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。メモリ502は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などである。
The
メモリ502には信号処理部13の機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ501は、メモリ502で記憶されているプログラムを読み出して実行することによって、信号処理部13による処理を実行する。メモリ502に格納されているプログラムは、信号処理部13の手順または方法に対応する複数の命令をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ502は、プロセッサ501が各種処理を実行する際の一時メモリとしても使用される。
The
プロセッサ501が実行するプログラムは、コンピュータで実行可能な、データ処理を行うための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な(non-transitory)記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。
The program executed by the
なお、図8に示すプロセッサ501およびメモリ502は、図9に示す処理回路503に置き換えられてもよい。処理回路503は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。なお、信号処理部13の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
The
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
10 システム制御装置、11 操作部、12 表示部、13 信号処理部、14 高出力レーザ制御部、15 焦点指示部、16 距離演算部、17 視軸指示部、18 位置演算部、19 判断部、30 高出力レーザ装置、31 高出力レーザ光源、50 レーザ指向装置、51 センサヘッド部、52 ジンバル、53 照射光学部、54 測距部、55 撮像部、56 高出力レーザ光学系、57 焦点制御器、58 測距用レーザ、59 受信器、60 カメラ、64 視軸、100,201,202,301,302,401〜403 レーザ照射装置、201a,202a,301a,302a,401a,402a,403a 高出力レーザ光、250 脅威、310 衝撃波、410 衝撃波面、501 プロセッサ、502 メモリ、504 インタフェース、503 処理回路。 10 System control device, 11 Operation unit, 12 Display unit, 13 Signal processing unit, 14 High-power laser control unit, 15 Focus indicator unit, 16 Distance calculation unit, 17 Optical axis indicator unit, 18 Position calculation unit, 19 Judgment unit, 30 high-power laser device, 31 high-power laser light source, 50 laser pointing device, 51 sensor head part, 52 gimbal, 53 irradiation optical part, 54 distance measuring part, 55 imaging unit, 56 high-power laser optical system, 57 focus controller , 58 Distance measuring laser, 59 receiver, 60 camera, 64 visual axes, 100, 201, 202, 301, 302, 401-403 laser irradiation device, 201a, 202a, 301a, 302a, 401a, 402a, 403a High output Laser light, 250 threat, 310 shock wave, 410 shock wave surface, 501 processor, 502 memory, 504 interface, 503 processing circuit.
Claims (8)
前記レーザ光を用いた対処の対象となる対象物が存在する方位角および俯仰角を示す角度情報と、前記対象物までの距離を示す距離情報と、に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を指示するシステム制御装置と、
前記システム制御装置からの指示に基づいて前記焦点位置を制御し、前記レーザ光を照射するレーザ指向装置と、
を備え、
前記レーザ指向装置は、前記対象物から離れた位置である前記焦点位置に前記レーザ光を照射することによって前記焦点位置の大気を絶縁破壊させ、絶縁破壊の際に生じる衝撃波を前記対象物まで伝搬させる衝撃波モードで前記対象物に対処する機能を有している、
ことを特徴とするレーザ照射装置。 A laser light source that generates laser light and
The focal position of the laser beam is determined based on the angle information indicating the azimuth and depression / elevation angles of the object to be dealt with by using the laser beam and the distance information indicating the distance to the object. The system control device to instruct and
A laser-directed device that controls the focal position based on an instruction from the system control device and irradiates the laser beam.
With
The laser directing device causes dielectric breakdown of the atmosphere at the focal position by irradiating the focal position, which is a position away from the object, with the laser beam, and propagates a shock wave generated at the time of dielectric breakdown to the object. It has a function to deal with the object in the shock wave mode.
A laser irradiation device characterized by this.
前記システム制御装置は、第1の条件を満たす場合は、前記衝撃波モードで前記レーザ指向装置に前記対象物に対処させ、前記第1の条件を満たさない場合は、前記加熱モードで前記レーザ指向装置に前記対象物に対処させる、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。 The laser-oriented device further has a function of coping with the object in a heating mode in which the object is irradiated with the laser beam to heat the object.
When the first condition is satisfied, the system control device causes the laser-oriented device to deal with the object in the shock wave mode, and when the first condition is not satisfied, the laser-directed device is in the heating mode. To deal with the object,
The laser irradiation device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ照射装置。 The first condition is that the number of the objects is a specific number or more, the distribution of the objects is wider than the specific range, and the distance from the laser directing device to the objects is longer than the specific distance. And at least one of the objects being of a particular type,
The laser irradiation apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1つに記載のレーザ照射装置。 The system control device controls the focal position based on the distribution of the object.
The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser irradiation device is characterized.
前記システム制御装置は、前記画像に基づいて前記対象物の種類を判別し、前記対象物の種類に基づいて前記焦点位置を制御する、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1つに記載のレーザ照射装置。 The laser-oriented device has an imaging unit that captures an image of the object.
The system control device determines the type of the object based on the image and controls the focal position based on the type of the object.
The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser irradiation device is characterized.
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載のレーザ照射装置。 The object is a flying object or an organism,
The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the laser irradiation device is characterized.
第2のレーザ照射装置と、
を具備し、
前記第1のレーザ照射装置および前記第2のレーザ照射装置は、それぞれ、
レーザ光を発生させるレーザ光源と、
前記レーザ光を用いた対処の対象となる対象物が存在する方位角および俯仰角を示す角度情報と、前記対象物までの距離を示す距離情報と、に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を指示するシステム制御装置と、
前記システム制御装置からの指示に基づいて前記焦点位置を制御し、前記レーザ光を照射するレーザ指向装置と、
を備え、
前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置は、前記対象物から離れた位置である前記焦点位置に第1のレーザ光を照射し、
前記第2のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置は、前記焦点位置に第2のレーザ光を照射し、
前記焦点位置に照射された、前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光によって前記焦点位置の大気を絶縁破壊させ、絶縁破壊の際に生じる衝撃波を前記対象物まで伝搬させる、
ことを特徴とするレーザ照射システム。 The first laser irradiation device and
The second laser irradiation device and
Equipped with
The first laser irradiation device and the second laser irradiation device are each
A laser light source that generates laser light and
The focal position of the laser beam is determined based on the angle information indicating the azimuth and depression / elevation angles of the object to be dealt with by using the laser beam and the distance information indicating the distance to the object. The system control device to instruct and
A laser-directed device that controls the focal position based on an instruction from the system control device and irradiates the laser beam.
With
The laser directing device included in the first laser irradiation device irradiates the first laser beam to the focal position, which is a position away from the object.
The laser directing device included in the second laser irradiation device irradiates the focal position with the second laser beam.
The first laser beam and the second laser beam irradiated to the focal position cause dielectric breakdown of the atmosphere at the focal position, and a shock wave generated at the time of dielectric breakdown is propagated to the object.
A laser irradiation system characterized by this.
第2のレーザ照射装置と、
を具備し、
前記第1のレーザ照射装置および前記第2のレーザ照射装置は、それぞれ、
レーザ光を発生させるレーザ光源と、
前記レーザ光を用いた対処の対象となる対象物が存在する方位角および俯仰角を示す角度情報と、前記対象物までの距離を示す距離情報と、に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を指示するシステム制御装置と、
前記システム制御装置からの指示に基づいて前記焦点位置を制御し、前記レーザ光を照射するレーザ指向装置と、
を備え、
前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置は、前記対象物から離れた位置である第1の焦点位置に第1のレーザ光を照射することによって前記第1の焦点位置の大気を絶縁破壊させ、前記第1の焦点位置での絶縁破壊の際に生じる第1の衝撃波を前記対象物まで伝搬させ、
前記第2のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置は、前記対象物から離れた位置である第2の焦点位置に第2のレーザ光を照射することによって前記第2の焦点位置の大気を絶縁破壊させ、前記第2の焦点位置での絶縁破壊の際に生じる第2の衝撃波を前記対象物まで伝搬させ、
前記第1の衝撃波および前記第2の衝撃波を前記対象物まで伝搬させる、
ことを特徴とするレーザ照射システム。 The first laser irradiation device and
The second laser irradiation device and
Equipped with
The first laser irradiation device and the second laser irradiation device are each
A laser light source that generates laser light and
The focal position of the laser beam is determined based on the angle information indicating the azimuth and depression / elevation angles of the object to be dealt with by using the laser beam and the distance information indicating the distance to the object. The system control device to instruct and
A laser-directed device that controls the focal position based on an instruction from the system control device and irradiates the laser beam.
With
The laser directing device included in the first laser irradiation device dielectrically breaks down the atmosphere at the first focal position by irradiating the first focal position, which is a position away from the object, with the first laser beam. Then, the first shock wave generated at the time of dielectric breakdown at the first focal position is propagated to the object.
The laser directing device included in the second laser irradiation device dielectrically breaks down the atmosphere at the second focal position by irradiating the second focal position, which is a position away from the object, with the second laser beam. Then, the second shock wave generated at the time of dielectric breakdown at the second focal position is propagated to the object.
Propagate the first shock wave and the second shock wave to the object.
A laser irradiation system characterized by this.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019160537A JP7336921B2 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Laser irradiation device and laser irradiation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019160537A JP7336921B2 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Laser irradiation device and laser irradiation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021038886A true JP2021038886A (en) | 2021-03-11 |
JP7336921B2 JP7336921B2 (en) | 2023-09-01 |
Family
ID=74846938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019160537A Active JP7336921B2 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Laser irradiation device and laser irradiation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7336921B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030233931A1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-12-25 | Nemtsev Igor Z. | Synchronized photo-pulse detonation (SPD) |
US20100282942A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Raytheon Company | High energy laser beam director system and method |
JP2017015311A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 三菱重工業株式会社 | Electromagnetic pulse irradiation method and electromagnetic pulse irradiation system |
JP2017101894A (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 三菱重工業株式会社 | Laser defense system and laser defense method |
JP2018076992A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 三菱重工業株式会社 | System and method for destroying underwater object |
-
2019
- 2019-09-03 JP JP2019160537A patent/JP7336921B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030233931A1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-12-25 | Nemtsev Igor Z. | Synchronized photo-pulse detonation (SPD) |
US20100282942A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Raytheon Company | High energy laser beam director system and method |
JP2017015311A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 三菱重工業株式会社 | Electromagnetic pulse irradiation method and electromagnetic pulse irradiation system |
JP2017101894A (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 三菱重工業株式会社 | Laser defense system and laser defense method |
JP2018076992A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 三菱重工業株式会社 | System and method for destroying underwater object |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7336921B2 (en) | 2023-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6648147B2 (en) | Distance sensor | |
JP2018527588A5 (en) | ||
JP2020501130A5 (en) | ||
JP6376407B2 (en) | Electromagnetic pulse irradiation method and electromagnetic pulse irradiation system | |
JP2008509713A5 (en) | ||
JP2009523236A5 (en) | ||
JP2020062370A5 (en) | ||
CN108139480A (en) | The method and apparatus in space that protection high-power laser beam passes through | |
JP6525786B2 (en) | Improved optical detection and ranging | |
JPWO2016208318A1 (en) | Distance image processing apparatus, distance image processing method, distance image processing program, and recording medium | |
US20180092195A1 (en) | Electromagnetic pulse protection method and electromagnetic pulse protection system | |
JP2021038886A (en) | Laser irradiation device and laser irradiation system | |
JP6727001B2 (en) | Laser processing system, apparatus used in the laser processing system, method and program executed in the apparatus | |
JP2011017645A (en) | Target acquisition tracking device | |
JP7035085B2 (en) | LIDAR equipment and methods with simplified detection | |
JP6774305B2 (en) | Underwater object destruction system and underwater object destruction method | |
JP2007240309A (en) | Target position aligning device and target position aligning method | |
JP6988797B2 (en) | Monitoring system | |
JP6035789B2 (en) | Image composition apparatus and program | |
JP6654028B2 (en) | Laser protection system and laser protection method | |
JP6990782B2 (en) | Simulator device | |
JP6191473B2 (en) | Imaging system | |
JP7182334B2 (en) | Laser irradiation device and laser irradiation program | |
JP2016024755A (en) | Safety confirmation device, light irradiation system, safety confirmation method, and safety confirmation program | |
WO2023062942A1 (en) | Threat countermeasure system and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230316 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230725 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230822 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7336921 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |