JP7336921B2 - Laser irradiation device and laser irradiation system - Google Patents

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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 for irradiating 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 energy laser (hereafter referred to as HEL) system is one of the melting apparatuses that melt an object such as a flying object using a laser beam. The HEL system of Patent Literature 1 is a system that heats a threat such as a flying object by generating a high-power laser beam and irradiating the threat with the high-power laser beam. The material used in the threat melts or thermally expands and is destroyed by heating with high-power laser light. This allows the HEL system to degrade the threat's performance, thereby interfering with the threat's operation and protecting the protected target from the threat.

米国特許出願公開第2010/0282942号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2010/0282942

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, the HEL system of Patent Literature 1 needs to continuously irradiate a high-power laser beam until the threat is melted, so it takes a long time to handle each threat. If there are three threats, a first threat, a second threat, and a third threat, the HEL system of U.S. Pat. , and finally heat the third threat. In this case, if it takes a long time to heat the first threat, the second or third threat may reach the object to be protected before being heated. In addition, even if there is only one threat, if the distance between the threat and the protection target is short, there are cases where the heat treatment cannot be done in time and the threat reaches the protection target before being melted. . As described above, the HEL system of Patent Literature 1 takes a long time to block a threat, and therefore, there are cases where the operation of a threat that exceeds the heat treatment capability cannot be blocked.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser irradiation device capable of interfering with a threatening action in a short period of 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。システム制御装置は、衝撃波が効率良く対象物へ伝搬する焦点位置を計算する焦点指示部を備え、焦点指示部が計算した焦点位置をレーザ指向装置に指示し、対象物が複数存在する場合、焦点指示部は、対象物の分布に基づいて焦点位置を計算する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the laser irradiation apparatus of the present invention includes a laser light source that generates laser light, and an azimuth angle and elevation at which an object to be treated using the laser light exists. a system controller that instructs the focal position of the laser light based on angle information indicating the angle and distance information that indicates the distance to the object, and controlling the focal position based on the instruction from the system controller; and a laser directing device for emitting laser light. A laser pointing device irradiates a focal point, which is a position away from an object, with a laser beam to cause dielectric breakdown of the atmosphere at the focal point, and propagates the shock wave generated at the time of dielectric breakdown to the object in a shock wave mode. It has a function to deal with The system controller includes a focus instruction section that calculates the focal position at which the shock wave efficiently propagates to the target object, and instructs the laser pointing device to calculate the focal position calculated by the focus instruction section. The indicator calculates the focus position based on the distribution of the objects.

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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in being able to obstruct the operation|movement of a threat in a short time.

実施の形態にかかるレーザ照射装置の構成を示す図1 is a diagram showing a configuration of a laser irradiation device according to an embodiment; FIG. 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4 is a flow chart showing the operation procedure of the laser irradiation device according to the embodiment; 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4 is a flow chart showing an operation procedure in a heating mode by the laser irradiation device according to the embodiment; 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4 is a flow chart showing an operation procedure in shock wave mode by the laser irradiation device according to the embodiment; 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FIG. 4 is a diagram for explaining processing when two laser irradiation apparatuses according to an embodiment execute heat mode handling; 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FIG. 5 is a diagram for explaining processing when two laser irradiation apparatuses according to an embodiment execute shock wave mode countermeasures; 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FIG. 5 is a diagram for explaining processing when three laser irradiation apparatuses according to an embodiment execute shock wave mode countermeasures; 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FIG. 4 is a diagram showing a first example of a hardware configuration that realizes a signal processing unit included in the laser irradiation device according to the embodiment; 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The figure which shows the 2nd example of the hardware configuration which implement|achieves the signal processing part with which the laser irradiation apparatus concerning embodiment is provided.

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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of the laser irradiation apparatus concerning this invention and a laser irradiation system is described in detail based on drawing. In addition, this invention is not limited by 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.
<Configuration of laser irradiation device>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser irradiation device according to an embodiment; The laser irradiation device 100 is a device that uses high-power laser light to generate shock waves in the vicinity of a threat. In addition, the laser irradiation device 100 can irradiate a high-output laser beam. A threat is an object to be dealt with using high-power laser light. Examples of threats are projectiles such as drones, aircraft, and missiles. Note that the threat may be a creature such as an insect or a bird. A threat is not limited to a moving object, and may be a stationary object or an object that temporarily stops and moves. A laser irradiation device 100 includes a system control device 10 , a high-power laser device 30 , and a laser directing device 50 . System controller 10 is connected to high power laser device 30 and laser directing device 50 .

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。 System controller 10 controls high power laser device 30 and laser directing device 50 . The high power laser device 30 outputs high power laser light to the laser directing device 50 . High-power laser light is high-power-density laser light whose energy density is higher than a specific value. The laser directing device 50 irradiates a high-power laser beam in a directing direction based on an instruction from the system control device 10 .

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 laser directing device 50 irradiates the first focal position around the threat with a high-power laser beam to cause a dielectric breakdown in the atmosphere of the first focal position, and the shock wave generated at the dielectric breakdown propagates to the threat. It has the ability to deal with threats in shock wave mode. In addition, the laser directing device 50 has a function of coping with the threat in a heating mode in which the threat is heated by irradiating it with a high-power laser beam. Details of the shock wave mode and the heating mode will be described later.

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 laser pointing device 50 has a sensor head section 51 and a gimbal 52 as hardware. The gimbal 52 is connected to the sensor head section 51 . The gimbal 52 is drivable in the azimuth direction and the depression/elevation direction, and rotates the sensor head section 51 in the azimuth direction and the depression/elevation direction.

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 sensor head section 51 includes an irradiation optical section 53 , a distance measuring section 54 and an imaging section 55 . The irradiation optical unit 53 shapes the high-power laser beam generated by the high-power laser device 30 and adjusts the focal position before irradiating the threat.

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 optical unit 53 includes a high-output laser optical system 56 and a focus controller 57 as hardware. The high-power laser optical system 56 shapes and irradiates the high-power laser light generated by the high-power laser device 30 . The focus controller 57 adjusts the focus position for condensing the high-power laser beam emitted by the high-power laser optical system 56 according to instructions from the system controller 10 .

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 distance measurement unit 54 is a distance measurement sensor or the like, and measures the distance between the laser irradiation device 100 and the threat. The distance measurement unit 54 measures the distance between the laser irradiation device 100 and the threat when the system control device 10 calculates the focal position for condensing the high-power laser beam. The distance measurement unit 54 irradiates the threat with laser light for distance measurement and receives the laser light for distance measurement reflected by the threat in accordance with an instruction from the system control device 10 . The ranging unit 54 includes, as hardware, a ranging laser 58 for irradiating the threat with a ranging laser beam, and a receiver 59 for receiving the ranging laser beam reflected by the threat. ing.

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 image capturing unit 55 includes a camera 60 that captures images according to instructions from the system control device 10 . The camera 60 captures an image necessary for detecting a threat and an image necessary for calculating the azimuth angle and depression/elevation angle of the detected threat. The camera 60 may be an infrared camera that captures infrared light emitted by a threat, or a visible camera that captures visible light reflected by a threat. Camera 60 may also be a gated camera with illumination.

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 optical system 56 toward the threat is the first pointing direction, and the high-power laser light passes when the high-power laser optical system 56 irradiates the threat in the first pointing direction with the high-power laser light. The axis is the first visual axis. Also, the direction from the distance measuring unit 54 toward the threat is the second pointing direction, and the axis through which the ranging laser light passes when the distance measuring unit 54 measures the distance to the threat in the second pointing direction. is the second visual axis. Further, the direction from the imaging unit 55 toward the threat is the third orientation direction, and the axis through which the light traveling from the threat toward the imaging unit 55 passes when the imaging unit 55 takes an image of the threat in the third orientation direction is the third orientation direction. is the visual axis.

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 is generated in these first to third visual axes. Therefore, the laser irradiation apparatus 100 actually uses a visual axis corrected for parallax, but in the present embodiment, the correction for parallax is omitted for convenience of explanation. That is, in the following description, the first to third visual axes are all assumed to be the visual axis 64, but in reality the first to third visual axes are corrected for parallax as necessary. Parallax correction by the laser irradiation device 100 may be performed by the laser directing device 50 using hardware, or may be performed by the system control device 10 using software. For example, the visual axis 64 used by the high-power laser optical system 56 is subjected to parallax correction according to the high-power laser optical system 56 with reference to the visual axis 64 used by the camera 60 . Further, the visual axis 64 used by the distance measuring section 54 is subjected to parallax correction according to the distance measuring section 54 with the visual axis 64 used by the camera 60 as a reference.

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 there are multiple threats, the laser pointing device 50 captures an image for each threat and measures the azimuth angle and elevation angle of the threat for each threat. Laser directing device 50 also measures the distance between threats for each threat.

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 instructions from the system control device 10 and outputs the generated high-power laser light to the high-power laser optical system 56 .

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 system control device 10 includes an operation section 11 , a display section 12 and a signal processing section 13 . The operation unit 11 receives the azimuth angle and elevation angle of the visual axis 64 input by the user. A visual axis 64 received by the operation unit 11 is the visual axis of the camera 60 and corresponds to the imaging direction of the image by the camera 60 . The operation unit 11 outputs the received azimuth angle and elevation angle to the signal processing unit 13 .

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 signal processing unit 13 performs various signal processing. The signal processing unit 13 includes a high power laser control unit 14 , a focus instruction unit 15 , a distance calculation unit 16 , a visual axis instruction unit 17 , a position calculation unit 18 and a determination unit 19 .

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 axis instruction section 17 controls the gimbal 52 . The visual axis instruction unit 17 generates a control signal for the gimbal 52 based on the azimuth angle and elevation angle output from the operation unit 11 and outputs the control signal to the gimbal 52 . A control signal to the gimbal 52 is a signal for controlling the operation of the gimbal 52 . The visual axis instruction unit 17 also sends a threat detection instruction and information on the operation of the gimbal 52 (information on the attitude of the camera 60) to the position calculation unit 18. FIG. Further, upon receiving the azimuth angle and elevation angle from the position calculation unit 18 , the visual axis instruction unit 17 generates a control signal for the gimbal 52 based on the azimuth angle and elevation angle, and outputs the control signal to the gimbal 52 . Also, the visual axis instruction unit 17 sends an instruction to measure the distance to the threat to the distance calculation unit 16 .

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。 Upon receiving the threat detection instruction from the visual axis instruction unit 17 , the position calculation unit 18 sends an image pickup instruction to the camera 60 of the image pickup unit 55 . Upon receiving an image from the imaging unit 55, the position calculation unit 18 detects a threat and calculates the azimuth angle and elevation angle of the detected threat based on the image. The position calculator 18 uses information about the attitude of the camera 60 when calculating the azimuth angle and elevation angle of the threat. In the following description, the azimuth angle and depression/elevation angle of the threat calculated by the position calculator 18 are referred to as angle information. The position calculation section 18 outputs the angle information to the visual axis instruction section 17 . In addition, the position calculation unit 18 outputs the image captured by the camera 60 to the determination unit 19 in order to determine whether or not the threat has been dealt with.

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 distance calculation unit 16 sends an instruction to irradiate the laser beam for distance measurement to the distance measurement unit 54 . The distance calculation unit 16 calculates the time t1 at which the ranging laser 58 emits the ranging laser light and the reflected light of the ranging laser light from the receiver 59 (the ranging laser light reflected by the threat). The distance from the laser irradiation device 100 to the threat (hereinafter referred to as distance information) is calculated based on the time difference from the time t2 when the light was received. Distance calculation unit 16 outputs the calculated distance information to determination unit 19 and focus instruction unit 15 .

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。 Based on the angle information calculated by the position calculation unit 18 and the distance information calculated by the distance calculation unit 16, the determination unit 19 determines which of the heating mode and the shock wave mode is superior as the mode for coping with the threat. .

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 a high-power laser beam into the atmosphere at a specific distance in a specific direction from the threat, and the shock wave collides with the threat. A shock wave generated by the irradiation of the high-power laser beam spreads concentrically.

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 using a shock wave generated by dielectric breakdown of the atmosphere using a high-power laser beam, and it is possible to deal with a plurality of widely distributed threats in a short period of time. When the laser irradiation device 100 uses the shock wave mode, the laser irradiation device 100 causes a dielectric breakdown in the atmosphere by irradiating the atmosphere near the threat with high-power laser light, and propagates the shock wave generated at the time of the dielectric breakdown to the threat. to destroy a threat or thwart a threat's invasion. In the shock wave mode, unlike the melting due to heating, destruction due to thermal expansion, burning due to heating, etc. in the heating mode, dielectric breakdown of the atmosphere and generation of shock waves are instantaneously caused. Therefore, in the shock wave mode, the laser irradiation apparatus 100 repeatedly irradiates a high-power laser beam over a wide range, thereby being able to deal with threats over a wide range in a shorter time than in the heating mode.

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 determination unit 19 determines that the shock wave mode is superior when it is desired to deal with many threats in a short time. The determination unit 19 determines that the heating mode is superior when dealing with a small number of threats. An example of the determination method by the determination unit 19 will be described later. When the determination unit 19 determines that the heating mode is superior, the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 to set the coping mode to the heating mode. When the determination unit 19 determines that the shock wave mode is superior, the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 to set the coping mode to the shock wave mode. The determination unit 19 also outputs the angle information acquired from the position calculation unit 18 to the focus instruction unit 15 . Further, based on the image received from the position calculation unit 18, the determination unit 19 determines whether or not the threat has been dealt with.

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 focus instruction section 15 controls the focus controller 57 . Based on the notification from the determination unit 19 , the focus instruction unit 15 outputs a focus control signal, which is an instruction signal for controlling the focus, to the focus controller 57 . Specifically, the focus instruction unit 15 performs focus control so that the high-power laser beam is focused at a position corresponding to the distance information calculated by the distance calculation unit 16 and the angle information sent from the determination unit 19. Generate a signal.

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 notification of the shock wave mode is received from the determination unit 19, the focus instruction unit 15 generates a focus control signal so that the high-power laser beam is focused in the vicinity of the threat. That is, the focus instruction unit 15 generates a focus control signal having a focus position that is a specific distance away from the threat and a specific direction as seen from the threat. A position away from the threat by a specific distance is a position where a shock wave can be generated by irradiation with high-power laser light and the threat can be impacted by the shock wave. That is, a position at a specific distance from the threat is a position further from the threat than a first distance and closer than a second distance (first distance<second distance) from the threat. The specific direction viewed from the threat may be the forward position, backward position, rightward position, leftward position, upward position, downward position, etc. of the threat.

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 there are a plurality of threats, the focus instruction unit 15 generates a focus control signal using the average value of the positions (coordinates) of the threats as the focus position. In this case, if the focus position overlaps with any threat position, the focus instruction section 15 generates a focus control signal with the focus position near the overlapping position.

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。 Also, the focus instruction unit 15 may change the focus position for each type of threat. For example, if the threat has a weak point direction, the focus instruction unit 15 generates a focus control signal so that the shock wave propagates from the weak point direction. In this case, the determination unit 19 identifies the type of threat based on the image of the threat, and notifies the focus instruction unit 15 of information on the identified type. If the weak point of the threat is shock waves from multiple directions, the focus instruction unit 15 generates multiple focus control signals. In this case, the irradiation optical unit 53 sequentially uses the focus control signals to sequentially irradiate the high-power laser beams.

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 receiving the notification of the heating mode from the determination unit 19, the focus instruction unit 15 generates a focus control signal so that the high-power laser beam is focused on the threat itself.

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 focus instruction section 15 outputs the generated focus control signal to the focus controller 57 . The focus instruction unit 15 also outputs an instruction to output the high-output laser beam to the high-output laser control unit 14 .

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 laser controller 14 controls the high power laser light source 31 . The high-power laser control unit 14 generates an output control signal, which is an instruction signal to the high-power laser light source 31 , and outputs it to the high-power laser light source 31 . The output control signal is an instruction signal for causing the high-power laser light source 31 to output high-power laser light.

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 display unit 12 is a device that displays various information. The display unit 12 is, for example, a liquid crystal display device.

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。 Note that the operation unit 11 is also connected to the high-power laser device 30 . The operation unit 11 sends the output instruction of the high-output laser beam to the high-output laser device 30 when receiving the output instruction of the high-output laser beam from the user, and the high-output laser beam when receiving the stop instruction of the high-output laser beam from the user. An instruction to stop the output laser light is sent to the high-power laser device 30 .

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 operation section 11 is also connected to the focus instruction section 15 . When the operation unit 11 receives a focus adjustment instruction, which is an instruction to designate a focus, from the user, the operation unit 11 sends the focus adjustment instruction to the focus instruction unit 15 . When receiving the angle information and the distance information from the user, the operation unit 11 sends the angle information and the distance information to the focus instruction unit 15 . In this case, the focus instruction unit 15 calculates the focus position based on angle information and distance information from the user.

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。 The angle information, the distance information, and the irradiation position, which are threat information, may be acquired by a threat information acquisition device, which is a device other than the laser irradiation device 100, and transmitted to the laser irradiation device 100 by the threat information acquisition device. good.

<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 of an operation procedure of the laser irradiation device according to the embodiment; The operation unit 11 receives instructions input by the user of the laser irradiation device 100 . Specifically, the operation unit 11 receives the azimuth angle and elevation angle of the visual axis 64 (step S11). The operation unit 11 outputs the received azimuth angle and elevation angle to the visual axis instruction unit 17 of the signal processing unit 13 .

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 axis instruction unit 17 generates a control signal for the gimbal 52 based on the azimuth angle and elevation angle output from the operation unit 11 (step S12), and outputs the control signal to the gimbal 52. FIG.

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 instruction section 17 (step S13). After that, the visual axis instruction unit 17 sends a threat detection instruction to the position calculation unit 18 . Accordingly, the position calculation unit 18 sends an image capturing instruction to the camera 60 of the image capturing unit 55 . The camera 60 captures an image in the direction of the visual axis (step S14) and outputs it to the position calculator 18. FIG.

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 position calculation unit 18 detects a threat and calculates the azimuth angle and elevation angle of the detected threat from the image output from the imaging unit 55 (step S15). The position calculation unit 18 outputs the azimuth angle and elevation angle of the threat to the visual axis instruction unit 17 .

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 axis instruction unit 17 generates a control signal for the gimbal 52 based on the threat azimuth angle and depression/elevation angle output from the position calculation unit 18 (step S<b>16 ), and outputs the control signal to the gimbal 52 .

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 instruction section 17 (step S17). Specifically, the gimbal 52 drives the visual axis 64 of the sensor head section 51 to point in the threat direction based on the control signal output from the visual axis instruction section 17 . After that, the visual axis instruction unit 17 sends an instruction to measure the distance to the threat to the distance calculation unit 16 . As a result, the distance calculation unit 16 sends an instruction to irradiate the laser beam for distance measurement to the distance measurement unit 54 .

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 distance measurement unit 54 irradiates the threat with the laser light for distance measurement according to the instruction from the distance calculation unit 16, and receives the laser light for distance measurement reflected by the threat (step S18). Specifically, the range finding laser 58 irradiates the range finding laser light in the direction of the visual axis 64 , causing the range finding laser 58 to irradiate the range finding laser light to the receiver 59 . receives the reflected light of the ranging laser light reflected by the threat. The receiver 59 converts the received reflected light into an electrical signal and outputs the electrical signal to the distance calculator 16 .

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。 In addition, the laser for distance measurement 58 sends the time t1 at which the laser light for distance measurement is emitted to the distance calculation section 16 . The receiver 59 sends to the distance calculator 16 the time t2 at which the reflected light of the ranging laser light is received.

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。 Based on the time difference between the time t1 when the ranging laser 58 emits the ranging laser light and the time t2 when the receiver 59 receives the reflected light of the ranging laser light, the distance calculation unit 16 performs laser irradiation. Calculate the distance from the device 100 to the threat (step S19). Note that the distance calculation unit 16 may use the time when the instruction to irradiate the laser beam for distance measurement is transmitted to the distance measurement unit 54 instead of the time t1. Also, the distance calculator 16 may use the time at which the electrical signal corresponding to the reflected light is received from the receiver 59 instead of the time t2. The distance calculator 16 outputs the calculated distance information to the determiner 19 .

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 determination unit 19 determines a superior threat handling mode based on the threat angle information calculated by the position calculation unit 18 and the distance information calculated by the distance calculation unit 16 (step S20). That is, based on the angle information and the distance information, the determination unit 19 determines which of the heating mode and the shock wave mode is superior as the mode for coping with the threat.

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 determination unit 19 determines that the shock wave mode is superior when it is desired to deal with many threats in a short time. Here, a method of determining the threat countermeasure mode by the determination unit 19 will be described. The determination unit 19 selects the shock wave mode when the first condition is satisfied, and selects the heating mode when the first condition is not satisfied. That is, the system controller 10 causes the laser pointing device 50 to deal with the threat in the shock wave mode if the first condition is satisfied, and causes the laser pointing device 50 to deal with the threat in the heating mode if the first condition is not satisfied. to respond to threats. The first condition is that the number of threats (number of threats) is a specific number or more, the distribution of threats is wider than a specific range, the distance to the threat is shorter than the specific distance, and the threat is of a specific type is at least one of

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 judgment unit 19 judges which of the heating mode and the shock wave mode is superior by a preprogrammed condition judgment algorithm. At this time, the determination unit 19 selects a coping mode that is more effective in coping with threats, using the number of threats, the distribution of threats, the distance between the threats and the laser irradiation device 100, and the like as parameters.

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。 The determination unit 19 determines whether blocking the invasion of the threat in the shock wave mode is more effective than dealing with the heating mode, or heating (melting, destroying, or burning) the threat in the heating mode is more effective than dealing with the shock wave mode. Determine whether the coping effect is high.

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 determination unit 19 determines the countermeasure mode to be selected based on at least one of the number of threats, the distribution of threats, the distance between the threat and the laser irradiation device 100, and the type of threat. For example, if the number of threats is greater than a specific number, it may be difficult to deal with all threats in the heating mode, so the determination unit 19 selects the shock wave mode. The determination unit 19 selects the shock wave mode when the specific number of threats is, for example, three or more. Also, when the distribution range of threats is wider than the specific range, it is more efficient to deal with a plurality of threats in the shock wave mode, so the determination unit 19 selects the shock wave mode. Also, if the distance between the threat and the laser irradiation device 100 is shorter than the specific distance, the heating mode may not be enough, so the determination unit 19 selects the shock wave mode. Also, if the threat is of a type that is vulnerable to the shock wave mode, it is more efficient to deal with the threat in the shock wave mode, so the determination unit 19 selects the shock wave mode.

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 determination unit 19 may select the countermeasure mode based on the combination of the number of threats, the distribution of threats, the distance between the threat and the laser irradiation device 100, and the type of threat described above. For example, when the number of threats is 1 and the distance between the threat and the laser irradiation device 100 is longer than the first reference value, it is preferable to heat the threat in the heating mode rather than in the shock wave mode. It is judged that the coping effect is higher than the countermeasure. On the other hand, when the number of threats is plural and the distance between the threat and the laser irradiation device 100 is shorter than the second reference value, the determination unit 19 determines that it is better to block the invasion of the threat by the shock wave mode. It is judged that the countermeasure effect is higher than the countermeasure by the heating mode. Note that the heating mode or the shock wave mode may be determined by the user inputting a mode to the operation unit 11 .

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)。 If the determination unit 19 determines that the heating mode is superior (step S25, No), the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 to set the treatment mode to the heating mode. is executed (step S30).

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。 If the determination unit 19 determines that the shock wave mode is superior (step S25, Yes), it notifies the focus instruction unit 15 that the coping mode will be the shock wave mode. is executed (step S40). The operating procedure of the heating mode and the operating procedure of the shock wave mode will be described later.

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 capturing instruction from the position calculation unit 18, the camera 60 repeats the process of capturing an image in the visual axis direction (step S21) and the process of outputting the captured image to the position calculation unit 18. .

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 position calculation unit 18 outputs the image captured by the camera 60 to the determination unit 19 . The determination unit 19 determines whether or not the threat has been dealt with based on the image output by the position calculation unit 18 (step S22). If the countermeasures have not been completed (step S23, No), the laser irradiation device 100 returns to the process of step S14 and repeats the processes from steps S14 to S22. When the countermeasure is completed (step S23, Yes), the laser irradiation device 100 ends the irradiation of the high-power laser beam. Specifically, the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 of the completion of the countermeasure, and the focus instruction unit 15 notifies the high-power laser control unit 14 of the completion of the countermeasure. The focus instruction section 15 completes control of the focus controller 57 , and the high-power laser control section 14 completes control of the high-power laser light source 31 .

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 laser irradiation device 100 displays the operation status of the laser irradiation device 100, an image output from the imaging unit 55, and the like on the display unit 12 while the threat is being dealt with. Here, the operating procedure of the heating mode and the operating procedure of the shock wave mode will be described.

<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。
<Operating procedure of heating mode>
FIG. 3 is a flow chart showing operation procedures in a heating mode by the laser irradiation device according to the embodiment. When determining that the heating mode is superior, the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 that the heating mode is superior.

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 focus instruction unit 15 generates a focus control signal so that the high-power laser beam is focused on the threat at the distance calculated by the distance calculation unit 16 (step S30a). The focus instruction section 15 outputs the generated focus control signal to the focus controller 57 . The focus instruction unit 15 also outputs an instruction to output the high-output laser beam to the high-output laser control unit 14 .

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 focus controller 57 adjusts the focus position irradiated with the high-power laser light based on the focus control signal received from the focus instruction unit 15 (step S30b). A focus controller 57 adjusts the focal position of the high-power laser beam emitted by the high-power laser optical system 56 .

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 laser control unit 14 generates an output control signal, which is an instruction signal to the high-power laser light source 31 (step S30c), and outputs it to the high-power laser light source 31. FIG.

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 controller 14 (step S30d). This high-power laser beam is sent to a high-power laser optical system 56 .

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 optical system 56 shapes the high-power laser light output from the high-power laser light source 31, adjusts the focal position, and outputs it in the direction of the visual axis 64 to continuously irradiate the threat (step S30e). Thereby, the laser irradiation device 100 heats the threat with the high-power laser beam.

<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。
<Operating procedure of shock wave mode>
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure in shock wave mode by the laser irradiation device according to the embodiment. When determining that the shock wave mode is superior, the determination unit 19 notifies the focus instruction unit 15 that the shock wave mode is superior.

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。 Based on the distance to the threat calculated by the distance calculator 16, the focus instruction unit 15 calculates the focal position where the shock wave efficiently propagates to the threat, and generates a focus control signal (step S40a). If there are multiple threats, the focus instruction unit 15 calculates the focus position based on the distribution of threats. The focus instruction section 15 outputs the generated focus control signal to the focus controller 57 . The focus instruction unit 15 also outputs an instruction to output the high-output laser beam to the high-output laser control unit 14 .

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 focus controller 57 adjusts the focus position irradiated with the high-power laser light based on the focus control signal received from the focus instruction unit 15 (step S40b). A focus controller 57 adjusts the focal position of the high-power laser beam emitted by the high-power laser optical system 56 .

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 laser controller 14 generates an output control signal, which is an instruction signal to the high-power laser light source 31 (step S40c). The output control signal is an instruction signal for causing the high-power laser light source 31 to output high-power laser light.

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 controller 14 (step S40d). This high-power laser beam is sent to a high-power laser optical system 56 .

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 optical system 56 shapes the high-power laser light output from the high-power laser light source 31, adjusts the focal position, and outputs it in the direction of the visual axis 64 to continuously irradiate the vicinity of the threat (step S40e). ). Thereby, the laser irradiation device 100 generates a shock wave in the vicinity of the threat. As a result, the shock wave propagates toward and collides with the threat, so that the laser irradiation device 100 can interfere with the threat's mission and protect the protected object from the threat.

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 laser irradiation device 100 selects the shock wave mode or the heating mode has been described. shock wave mode.

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。 In addition, the laser irradiation device 100 may group a plurality of threats and irradiate a shock wave for each group. Each set in this case may contain one or more threats.

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 description of the processing of steps S30 and S40 by the laser irradiation device 100 described above will be given. Although FIG. 1 to FIG. 4 describe the case where there is one laser irradiation device 100 for coping with threats, multiple laser irradiation devices may coping with threats.

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。 5A and 5B are diagrams for explaining a process when two laser irradiation apparatuses according to the embodiment execute the heating mode. Here, a case where the laser irradiation device 201 and the laser irradiation device 202 are used to deal with the heating mode will be described. The laser irradiation devices 201 and 202 are laser irradiation devices capable of coping with threats in a heating mode like the laser irradiation device 100 .

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 laser irradiation devices 201 and 202 share threat information including angle information, distance information and irradiation position. One of the laser irradiation devices 201 and 202 is a master laser irradiation device, and the other is a slave laser irradiation device. By transmitting the threat information acquired by the master laser irradiation device to the slave laser irradiation device, the threat information can be shared between the laser irradiation devices 201 and 202 . The threat information may be acquired by a device (threat information acquisition device) other than the laser irradiation devices 201 and 202 and transmitted to the laser irradiation devices 201 and 202 by the threat information acquisition device.

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 laser irradiation devices 201 and 202 converge a high-output laser beam 201a output by the laser irradiation device 201 and a high-output laser beam 202a output by the laser irradiation device 202 at a threat 250, so that the laser irradiation device 100 The threat 250 can be heated by a high-power laser beam that is more powerful than the output high-power laser beam. Also, the number of laser irradiation devices may be three or more.

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。 In addition, when the threat 250 cannot be melted with one laser irradiation device, the laser irradiation devices 201 and 202 may melt the threat 250 by focusing the high-power laser beams 201a and 202a on the threat 250. .

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 processing when two laser irradiation apparatuses according to the embodiment execute shock wave mode countermeasures. Here, a case will be described in which a laser irradiation device 301, which is the first laser irradiation device, and a laser irradiation device 302, which is the second laser irradiation device, are used to deal with the shock wave mode. The laser irradiation devices 301 and 302 are laser irradiation devices capable of coping with the threat 250 in shock wave mode like the laser irradiation device 100 .

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 laser irradiation devices 301 and 302 share threat information including angle information, distance information and irradiation position. One of the laser irradiation devices 301 and 302 is a master laser irradiation device, and the other is a slave laser irradiation device. By transmitting the threat information acquired by the master laser irradiation device to the slave laser irradiation devices, the threat information can be shared between the laser irradiation devices 301 and 302 . The threat information may be acquired by a threat information acquisition device other than the laser irradiation devices 301 and 302 and transmitted to the laser irradiation devices 301 and 302 by the threat information acquisition device.

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 laser irradiation devices 301 and 302 converge a high-output laser beam 301a output by the laser irradiation device 301 and a high-output laser beam 302a output by the laser irradiation device 302 near the threat 250 (focus position). , a shock wave 310 stronger than the shock wave generated by the laser irradiation device 100 can be locally generated. Note that the number of laser irradiation devices that locally generate the shock waves 310 may be three or more.

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。 Also, when the shock wave 310 cannot be generated by a single laser irradiation device, the laser irradiation devices 301 and 302 focus the high-power laser beams 301a and 302a near the threat 250, thereby generating the shock wave 310. may occur.

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 processing when three laser irradiation apparatuses according to the embodiment execute shock wave mode countermeasures. Here, a laser irradiation device 401 that is a first laser irradiation device, a laser irradiation device 402 that is a second laser irradiation device, and a laser irradiation device 403 that is a third laser irradiation device are used to generate a shock wave mode. A case of executing countermeasures will be described.

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 capable of coping with the threat 250 in shock wave mode like the laser irradiation device 100 . The laser irradiation devices 401-403 share threat information including angle information, distance information and irradiation position. One of the laser irradiation devices 401 to 403 is a master laser irradiation device, and the remaining two are slave laser irradiation devices. By transmitting the threat information acquired by the master laser irradiation device to the slave laser irradiation devices, the threat information can be shared among the laser irradiation devices 401 to 403 . The threat information may be acquired by a threat information acquisition device other than the laser irradiation devices 401 to 403, and transmitted to the laser irradiation devices 401 to 403 by the threat information acquisition device.

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 emit a high-output laser beam 401a output by the laser irradiation device 401, a high-output laser beam 402a output by the laser irradiation device 402, and a high-output laser beam 403a output by the laser irradiation device 403. Irradiate. Specifically, the laser directing device provided in the laser irradiation device 401 directs a high-power laser beam, which is a first laser beam, into the atmosphere at a first focal position away from the threat 250 by a first distance in a first direction. 401a is irradiated. A laser directing device included in laser irradiation device 402 irradiates high-power laser light 402a, which is a second laser light, to the atmosphere at a second focal position separated from threat 250 by a second distance in a second direction. A laser directing device included in the laser irradiation device 403 irradiates the atmosphere at a third position away from the threat 250 by a third distance in a third direction with a high-power laser beam 403a, which is a third laser beam.

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 laser irradiation device 402 generates a second shock wave at the second focal position, and the laser irradiation device 403 generates a , to generate a third shock wave at a third location. As a result, the laser irradiation devices 401 to 403 can form shock wave fronts 410 composed of a plurality of shock waves in space, and the plurality of shock wave fronts 410 can generate a protective net. Note that the number of laser irradiation devices that form the shock wave surface 410 may be two or a plurality of four or more.

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, threats 250 may fly in formation. In this case, the laser irradiation devices 401 to 403 form a shock wave front 410 parallel to the formation line.

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 laser irradiation device 100 can interrupt the threatening action in a short time by the shock wave mode. That is, the laser irradiation apparatus 100 can deal with threats that cannot be dealt with in the heating mode in time in the shock wave mode. For example, even if a number of threats exceeding the ability to cope with the heating mode invade, the laser irradiation device 100 can impact many threats in a short time by the shock wave mode. In this way, the shock wave mode takes less time to deal with than the heating mode, so it is possible to protect the object to be protected against threats existing at a short distance from the laser irradiation device 100, and to protect the object to be protected from multiple threats with a single action. can protect

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。 Moreover, since the laser irradiation device 100 can use both the heating mode and the shock wave mode, it has a higher coping capability than a device that can only use the heating mode.

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。 In addition, the laser irradiation device 100 determines which of the heating mode and the shock wave mode is superior based on parameters such as the number of threats and the distance between the threat and the laser irradiation device. It is possible to select a coping mode that can be effectively dealt with.

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 multiple laser irradiation devices can generate a shock wave with higher energy than the shock wave generated by one laser irradiation device by concentrating high-power laser light at a specific position near the threat. 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。 In addition, each of the multiple laser irradiation devices irradiates high-power laser light so that multiple shock waves are generated in the space, providing a wider range of protection than the shock wave protection net formed by a single laser irradiation device. You can create a net.

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 signal processing unit 13 will be described. 8 is a diagram illustrating a first example of a hardware configuration that implements a signal processing unit included in the laser irradiation device according to the embodiment; FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of a hardware configuration that implements a signal processing unit included in the laser irradiation device according to the embodiment;

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。 Signal processing unit 13 can be realized by processor 501, memory 502, and interface 504 shown in FIG. The processor 501 is a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processor, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, DSP (Digital Signal Processor)), system LSI (Large Scale Integration), or the like. The memory 502 is RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), or the like.

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。 A memory 502 stores a program for executing the functions of the signal processing unit 13 . The processor 501 reads out and executes a program stored in the memory 502 to execute processing by the signal processing unit 13 . It can be said that the program stored in the memory 502 causes the computer to execute a plurality of instructions corresponding to the procedure or method of the signal processing section 13 . The memory 502 is also used as a temporary memory when the processor 501 executes various processes.

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 processor 501 may be a computer program product having a computer-readable non-transitory recording medium containing a plurality of computer-executable instructions for performing data processing. .

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。 Note that the processor 501 and memory 502 shown in FIG. 8 may be replaced with the processing circuit 503 shown in FIG. The processing circuit 503 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Applicable. The functions of the signal processing unit 13 may be partly realized by dedicated hardware and partly by software or firmware.

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 embodiment shows an example of the content of the present invention, and it is possible to combine it with another known technology, and one configuration can be used without departing from the scope 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 instruction unit, 16 distance calculation unit, 17 visual axis instruction unit, 18 position calculation unit, 19 determination unit, 30 high-power laser device, 31 high-power laser light source, 50 laser directing device, 51 sensor head unit, 52 gimbal, 53 irradiation optical unit, 54 distance measuring unit, 55 imaging unit, 56 high-power laser optical system, 57 focus controller , 58 distance measuring laser, 59 receiver, 60 camera, 64 visual axis, 100, 201, 202, 301, 302, 401 to 403 laser irradiation device, 201a, 202a, 301a, 302a, 401a, 402a, 403a high output Laser light, 250 threat, 310 shock wave, 410 shock wave front, 501 processor, 502 memory, 504 interface, 503 processing circuit.

Claims (7)

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、
前記システム制御装置は、前記衝撃波が効率良く前記対象物へ伝搬する前記焦点位置を計算する焦点指示部を備え、前記焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記レーザ指向装置に指示し、
前記対象物が複数存在する場合、前記焦点指示部は、前記対象物の分布に基づいて前記焦点位置を計算する、
ことを特徴とするレーザ照射装置。
a laser light source that generates laser light;
The focal position of the laser beam is determined based on angle information indicating the azimuth angle and elevation angle at which the object to be dealt with using the laser beam exists and distance information indicating the distance to the object. a directing system controller;
a laser pointing 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 irradiates the laser beam to the focal position, which is a position away from the target, to cause dielectric breakdown of the atmosphere at the focal position, and a shock wave generated at the dielectric breakdown propagates to the target. having the ability to deal with said object in a shock wave mode that causes
The system controller includes a focus instruction unit that calculates the focal position at which the shock wave efficiently propagates to the object, and instructs the laser pointing device to calculate the focal position calculated by the focus instruction unit,
When there are a plurality of the objects, the focus instruction unit calculates the focus position based on the distribution of the objects.
A laser irradiation device characterized by:
前記レーザ指向装置は、前記対象物に前記レーザ光を照射して前記対象物を加熱する加熱モードで前記対象物に対処する機能をさらに有し、
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 pointing device further has a function of treating the object in a heating mode in which the object is heated by irradiating the object with the laser beam,
The system controller causes the laser pointing device to deal with the object in the shock wave mode if the first condition is satisfied, and causes the laser pointing device to deal with the object in the heating mode if the first condition is not satisfied. to deal with said object;
2. The laser irradiation device according to claim 1, characterized in that:
前記第1の条件は、前記対象物の数が特定数以上であること、前記対象物の分布が特定範囲よりも広いこと、および前記対象物が特定の種類であることの少なくとも1つである、
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 objects is a specific number or more, the distribution of the objects is wider than a specific range , and the objects are of a specific type.
3. The laser irradiation device according to claim 2, characterized in that:
前記レーザ指向装置は、前記対象物の画像を撮像する撮像部を有し、
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 pointing device has an imaging unit that captures an image of the target,
The system control device determines the type of the object based on the image, and controls the focus position based on the type of the object.
4. The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記対象物は、飛しょう体または生物である、
ことを特徴とする請求項1からの何れか1つに記載のレーザ照射装置。
The object is a flying object or a living organism,
The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
第1のレーザ照射装置と、
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
前記第1のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記衝撃波が効率良く前記対象物へ伝搬する前記焦点位置を計算する焦点指示部を備え、前記焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置および前記第2のレーザ照射装置に指示し、
前記対象物が複数存在する場合、前記焦点指示部は、前記対象物の分布に基づいて前記焦点位置を計算し、前記第1のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置および前記第2のレーザ照射装置に指示する、
ことを特徴とするレーザ照射システム。
a first laser irradiation device;
a second laser irradiation device;
and
The first laser irradiation device and the second laser irradiation device, respectively,
a laser light source that generates laser light;
The focal position of the laser beam is determined based on angle information indicating the azimuth angle and elevation angle at which the object to be dealt with using the laser beam exists and distance information indicating the distance to the object. a directing system controller;
a laser pointing device that controls the focal position based on an instruction from the system control device and irradiates the laser beam;
with
A laser directing device included in the first laser irradiation device irradiates a first laser beam to the focal position, which is a position away from the object, and
A laser directing device included in the second laser irradiation device irradiates the focal position with a second laser beam,
dielectric breakdown of the air at the focal position by the first laser beam and the second laser beam irradiated to the focal position, and propagating a shock wave generated upon dielectric breakdown to the object ;
A system control device included in the first laser irradiation device includes a focus instruction unit that calculates the focal position at which the shock wave efficiently propagates to the object, and the focal position calculated by the focus instruction unit instructing the laser directing device provided in one laser irradiation device and the second laser irradiation device,
When there are a plurality of objects, the focus instruction unit calculates the focal position based on the distribution of the objects, and the system controller provided in the first laser irradiation device causes the focus instruction unit to calculate instructing the laser pointing device and the second laser irradiation device provided in the first laser irradiation device of the focal position obtained;
A laser irradiation system characterized by:
第1のレーザ照射装置と、
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
前記第1のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記第1の衝撃波が効率良く前記対象物へ伝搬する前記焦点位置を計算する第1の焦点指示部を備え、前記第1の焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置に指示し、
前記対象物が複数存在する場合、前記第1の焦点指示部は、前記対象物の分布に基づいて前記焦点位置を計算し、前記第1のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記第1の焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第1のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置に指示し、
前記第2のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記第2の衝撃波が効率良く前記対象物へ伝搬する前記焦点位置を計算する第2の焦点指示部を備え、前記第2の焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第2のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置に指示し、
前記対象物が複数存在する場合、前記第2の焦点指示部は、前記対象物の分布に基づいて前記焦点位置を計算し、前記第2のレーザ照射装置が備えるシステム制御装置は、前記第2の焦点指示部が計算した前記焦点位置を前記第2のレーザ照射装置が備えるレーザ指向装置に指示する、
ことを特徴とするレーザ照射システム。
a first laser irradiation device;
a second laser irradiation device;
and
The first laser irradiation device and the second laser irradiation device, respectively,
a laser light source that generates laser light;
The focal position of the laser beam is determined based on angle information indicating the azimuth angle and elevation angle at which the object to be dealt with using the laser beam exists and distance information indicating the distance to the object. a directing system controller;
a laser pointing device that controls the focal position based on an instruction from the system control device and irradiates the laser beam;
with
A laser directing device included in the first laser irradiation device irradiates a first laser beam to a first focal position which is a position away from the object, thereby causing a dielectric breakdown of the atmosphere at the first focal position. and propagating a first shock wave generated upon dielectric breakdown at the first focus position to the object,
A laser directing device provided in the second laser irradiation device irradiates a second laser beam to a second focal position which is a position away from the object, thereby causing a dielectric breakdown of the atmosphere at the second focal position. and propagating a second shock wave generated upon dielectric breakdown at the second focal position to the object,
propagating the first shock wave and the second shock wave to the object ;
A system control device included in the first laser irradiation device includes a first focus instruction unit that calculates the focus position at which the first shock wave efficiently propagates to the object, and the first focus instruction unit indicates the calculated focal position to a laser pointing device provided in the first laser irradiation device,
When there are a plurality of the objects, the first focus instruction unit calculates the focal position based on the distribution of the objects, and the system controller provided in the first laser irradiation device controls the first instructing the focus position calculated by the focus instruction unit of the laser pointing device provided in the first laser irradiation device,
A system control device included in the second laser irradiation device includes a second focus instruction unit that calculates the focus position at which the second shock wave efficiently propagates to the object, and the second focus instruction unit indicates the calculated focal position to a laser pointing device provided in the second laser irradiation device,
When there are a plurality of the objects, the second focus instruction unit calculates the focal position based on the distribution of the objects, and the system controller included in the second laser irradiation device controls the second instructing the focus position calculated by the focus instruction unit of to the laser pointing device provided in the second laser irradiation device;
A laser irradiation system characterized by:
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