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
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
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.
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
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。
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 image capturing unit 55 includes a
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 is generated 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 there are multiple threats, the
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-
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。
Upon receiving the threat detection instruction from the visual
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
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
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
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
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 notification of the shock wave mode is received from the determination unit 19, 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 there are a plurality of threats, 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。
Also, 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 receiving the notification of the heating mode from the determination unit 19, 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 laser controller 14 controls 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 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-
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
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
<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
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 instruction section 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 instruction section 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。
In addition, the laser for
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
<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
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 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
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
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。
<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
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
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 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
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
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。
In addition, 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 description of 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。
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
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。
In addition, 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 processing when two laser irradiation apparatuses according to the embodiment execute shock wave mode countermeasures. Here, a case will be described in which a
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。
Also, 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 processing when three laser irradiation apparatuses according to the embodiment execute shock wave mode countermeasures. Here, a
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
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
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
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。
Moreover, 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。
In addition, 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 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
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。
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
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
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)
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:
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:
ことを特徴とする請求項1から4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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