(57)【要約】水中音響欺瞞システムは、船舶を水中または水上に存在する脅威から保護するために、脅威に搭載されたセンサを、音響効果により欺瞞する。水中音響欺瞞システムは、制御装置と、レーザ発振器と、照射光学系とを具備する。制御装置は、所望の位置に所望の規模の気泡（７０）を発生させるためにレーザ光（５０）を水中に集光する集光位置およびレーザ光（５０）の照射パラメータを決定する。レーザ発振器は、水中に集光して気泡を発生させるように構成されたレーザ光（５０）を生成する。照射光学系は、生成されたレーザ光（５０）を集光位置に向けて照射する。気泡（７０）が周囲に及ぼす音響効果により、水中に存在する任意のセンサを欺瞞する。
2019159422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の位置に所望の規模の気泡を発生させるためにレーザ光を水中に集光する集光位置および前記レーザ光の照射パラメータを決定する制御装置と、
前記制御装置に制御されて、水中に集光して前記気泡を発生させるように構成された前記レーザ光を生成するレーザ発振器と、
前記制御装置に制御されて、生成された前記レーザ光を前記集光位置に向けて照射する照射光学系と
を具備し、
前記気泡が周囲に及ぼす音響効果により、水中に存在する任意のセンサを欺瞞する
水中音響欺瞞システム。
【請求項２】
請求項１に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記制御装置は、前記センサから発信されるピンガーが保護対象に到達する前に、前記気泡が前記ピンガーを反射して前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定する
水中音響欺瞞システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記制御装置は、前記気泡の変形および破裂により発生する音波によって前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定する
水中音響欺瞞システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記制御装置は、前記気泡が周囲の水圧を変動させることによって前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定する
水中音響欺瞞システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記制御装置は、前記センサの位置に基づいて、前記センサを無効化するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定する
水中音響欺瞞システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器
を具備する
水中音響欺瞞システム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
連続波レーザ光を発振する連続波レーザ発振器
を具備する
水中音響欺瞞システム。
【請求項８】
請求項６に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
連続波レーザ光を発振する連続波レーザ発振器
をさらに具備する
水中音響欺瞞システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
照射した前記レーザ光に起因する前記気泡の発生の有無を探知するソナー
をさらに具備し、
前記制御装置は、前記発生の有無を探知した結果に応じて前記照射パラメータを調整するフィードバック制御を行う
水中音響欺瞞システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の水中音響欺瞞システムにおいて、
前記ソナーは、発生した前記気泡に起因する前記音響効果が及ぶ範囲の位置情報をさらに探知し、
前記制御装置は、探知した前記位置情報に基づいて前記集光位置を調整するフィードバック制御をさらに行う
水中音響欺瞞システム。
【請求項１１】
所望の位置に所望の規模の気泡を発生させるためにレーザ光を水中に集光する集光位置および前記レーザ光の照射パラメータを決定することと、
水中に集光して前記気泡を発生させるように構成された前記レーザ光を生成することと、
生成された前記レーザ光を前記集光位置に照射することと、
前記気泡が周囲に及ぼす音響効果により、水中に存在する任意のセンサを欺瞞することと
を具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水中音響欺瞞方法において、
前記決定することは、
前記センサから発信されるピンガーが保護対象に到達する前に、前記気泡が前記ピンガーを反射して前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置の決定を行うこと
を具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の水中音響欺瞞方法において、
前記決定することは、
前記気泡の変形および破裂により発生する音波によって前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定の決定を行うこと
を具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞方法において、
前記決定することは、
前記気泡が周囲の水圧を変動させることによって前記センサを欺瞞するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置を決定の決定を行うこと
を具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞方法において、
前記決定することは、
前記センサの位置に基づいて、前記センサを無効化するように、前記照射パラメータおよび前記集光位置の決定を行うこと
を具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の水中音響欺瞞方法において、
照射した前記レーザ光に起因する前記気泡の発生の有無を探知することと、
前記発生の有無を探知した結果に応じて前記照射パラメータを調整するフィードバック制御を行うことと
をさらに具備する
水中音響欺瞞方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の水中音響欺瞞方法において、
発生した前記気泡に起因する前記音響効果が及ぶ範囲の位置情報をさらに探知することと、
前記探知の結果に基づいて前記集光位置を調整するフィードバック制御をさらに行うこと
をさらに具備する
水中音響欺瞞方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中音響欺瞞システムおよび水中音響欺瞞方法に関し、例えば、レーザ光を用いる水中音響欺瞞システムおよび水中音響欺瞞方法に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
現代の水上艦艇にとって、潜水艦は大きな脅威である。現代戦において、潜水艦は重要な役割を担っている。【０００３】
潜水艦や、その主たる攻撃手段である魚雷は、目標や、周辺の物体および地形などを、音波を用いたソナーにより検知する。その理由として、水中では電波や光の減衰率が高く、遠距離伝搬が困難であることが挙げられる。【０００４】
このようなソナーには、大別して、アクティブソナーおよびパッシブソナーがある。アクティブソナーは、ピンガーと呼ばれる音波を自ら発し、その反響音を観測する。パッシブソナーは、ピンガーなどの音波を発することなく、周囲の音波を収集する。【０００５】
ソナーを用いる潜水艦や魚雷などへの対抗手段として、ソナーを欺瞞するための音波を放出するデコイを使用する手法が知られている。このようなデコイには、大別して、他の船舶などの移動手段に曳航されることで移動可能な曳航式デコイ、設置後は移動しない前提の設置式デコイ、自身が移動手段を有する自走式デコイ、などがある。これらのデコイには、それぞれ、設置可能な場所や、稼働時間などに制約があるので、任意の場所および任意のタイミングで、ソナーへの欺瞞を続けることは困難である。【０００６】
また、水上艦艇や潜水艦などにとっての脅威として、機雷がある。機雷は、水中、水面、海底などに設置される爆雷であり、任意の物体が接触したり、所定の距離まで接近したりすると、爆発して被害を与える。【０００７】
機雷の起爆方式には、例えば、目標から発せられる音響を探知して起爆する方式や、目標の接近に伴う周囲の水圧の変化を探知して起爆する水圧探知方式などが知られている。その他、目標との物理的な接触を検知して起爆する接触方式や、目標の接近に伴う周囲の磁気の変化を探知して起爆する磁気探知式、などの方式もある。【０００８】
設置済みの機雷を除去する作業は掃海と呼ばれる。掃海作業は、艦艇などが掃海用の器具を曳航する形で行われる。したがって、除去できる機雷は掃海を行う艦艇より後方に位置するものである。このため、艦艇が自身の航行により前方の機雷を起爆させて被害を受けてしまう可能性が有る。【０００９】
上記に関連して、特許文献１（米国特許公開公報第２００３／０１２７５５８号）には、レーザ光による脅威および水中物体の検出と、水中移動体がこの検出に対抗するために用いるシステムが開示されている。このシステムは、レーザ光検出手段と、レーザ光警告受信機と、信号プロセッサとを備える。ここで、レーザ光検出手段は、水中移動体の表面に配置されるように構成され、レーザ光を検出する。レーザ光警告受信機および信号プロセッサは、レーザ光検出手段に接続されており、レーザ光検出手段を制御する。【００１０】
特許文献１のシステムでは、水中の脅威に対処するために、レーザ光が脅威そのものに向けて照射される。しかしながら、通常のレーザ光は水中では大きく減衰する。したがって、特許文献１のように、レーザ光を水中の魚雷に向けて直接照射してこれを破壊することは、困難である。【００１１】
また、本願発明者による先願発明（特願２０１６−２１８２２９）には、水中物体破壊システムが開示されている。この水中物体破壊システムは、探知装置と、レーザ発振器と、照射光学系と、制御装置とを具備する。ここで、探知装置は、水中の目標物体を探知する。レーザ発振器は、水中に集光して気泡またはプラズマを発生させるように構成されたレーザ光を生成する。照射光学系は、生成されたレーザ光を所定の集光位置に向けて照射する。制御装置は、探知された目標物体の至近に気泡またはプラズマを発生させるようにレーザ発振器および照射光学系を制御する。先願の水中物体破壊システムは、気泡またはプラズマによる衝撃で目標物体を破壊する。【００１２】
先願の水中物体破壊システムでは、レーザで水中に気泡などを発生させることで生じる衝撃によって目標を破壊することを目的としている。したがって、気泡などを発生させるために目標より深い位置にレーザを集光する必要がある。また、比較的強力なレーザ光を照射する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許公開公報第２００３／０１２７５５８号
【発明の概要】
【００１４】
保護対象としての船舶を、水中または水上に存在する脅威から保護するために、脅威に搭載されたセンサを、音響効果により欺瞞する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１５】
一実施の形態によれば、水中音響欺瞞システムは、制御装置と、レーザ発振器と、照射光学系とを具備する。ここで、制御装置は、所望の位置に所望の規模の気泡を発生させるためにレーザ光を水中に集光する集光位置およびレーザ光の照射パラメータを決定する。レーザ発振器は、制御装置に制御されて、水中に集光して気泡を発生させるように構成されたレーザ光を生成する。照射光学系は、制御装置に制御されて、生成されたレーザ光を集光位置に向けて照射する。気泡が周囲に及ぼす音響効果により、水中に存在する任意のセンサを欺瞞する。
【００１６】
一実施の形態によれば、水中音響欺瞞方法は、所望の位置に所望の規模の気泡を発生させるためにレーザ光を水中に集光する集光位置およびレーザ光の照射パラメータを決定することと、水中に集光して気泡を発生させるように構成されたレーザ光を生成することと、生成されたレーザ光を集光位置に照射することと、気泡が周囲に及ぼす音響効果により、水中に存在する任意のセンサを欺瞞することとを具備する。
【００１７】
前記一実施の形態によれば、レーザ光で水中に気泡を発生させることで得られる音響効果によって、水中に存在するセンサを欺瞞することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、アクティブソナーの動作例を説明する図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、パッシブソナーの動作例を説明する図である。
【図２】図２は、音響効果によりソナーを欺瞞する方法の例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１実施形態による水中音響欺瞞システムの一構成例を示すブロック回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１実施形態による水中音響欺瞞方法の一構成例を示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態による水中音響欺瞞システムの状態例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１実施形態による水中音響欺瞞システムの状態例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１実施形態による水中音響欺瞞システムの状態例を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１実施形態による水中音響欺瞞システムの状態例を示す図である。
【図５】図５は、第２実施形態による水中音響欺瞞システムの一構成例を示すブロック回路図である。
【図６】図６は、第３実施形態による水中音響欺瞞システムの第１構成例を示すブロック回路図である。
【図７】図７は、第３実施形態による水中音響欺瞞システムの第２構成例を示すブロック回路図である。
【図８】図８は、第３実施形態による水中音響欺瞞システムの第３構成例を示すブロック回路図である。
【図９】図９は、第３実施形態による水中音響欺瞞システムの第５構成例を示すブロック回路図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第４実施形態による水中音響欺瞞システムの構成例を示すブロック回路図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第４実施形態による水中音響欺瞞方法の一構成例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第５実施形態による水中音響欺瞞システムの第１構成例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第５実施形態による水中音響欺瞞システムの第２構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、第６実施形態による水中音響欺瞞システムの構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、第７実施形態による水中音響欺瞞システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付図面を参照して、本発明による水中音響欺瞞システムおよび水中音響欺瞞方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、図１Ａ、図１Ｂおよび図２を参照して、各種ソナーを備える潜水艦や魚雷などの動作例について説明する。各種ソナーが、欺瞞したい対象であるセンサに該当する。
【００２１】
図１Ａは、アクティブソナーの動作例を説明する図である。図１Ａの動作例には、水上を航行する船舶２０と、水中を航行する潜水艦３０と、潜水艦３０から発射された魚雷４０とが登場する。魚雷４０が内蔵するアクティブソナーは、ピンガー９１を発する。発せられたピンガー９１は、船舶２０に到達すると、その少なくとも一部が反響音９２として反射される。反響音９２がアクティブソナーに到達すると、魚雷４０は船舶２０の方角および距離を把握することが出来る。その結果、魚雷４０は、船舶２０に向けて移動をすることが出来る。
【００２２】
図１Ｂは、パッシブソナーの動作例を説明する図である。図１Ｂの動作例には、水上を航行する船舶２０と、水中を航行する潜水艦３０と、潜水艦３０から発射された魚雷４０とが登場する。魚雷４０が内蔵するパッシブソナーは、図１Ａのアクティブソナーとは異なり、ピンガー９１を発したりはしない。したがって、ピンガー９１が反射されて生じる反響音９２をパッシブソナーが受信することも無い。その代わりに、パッシブソナーは、周囲の音波を収集する。図１Ｂの例では、船舶２０が発する航行音９３をパッシブソナーが受信することで、魚雷４０は船舶２０の方角および距離を把握することが出来る。その結果、魚雷４０は、船舶２０に向けて移動をすることが出来る。
【００２３】
なお、図１Ａおよび図１Ｂの例では、魚雷４０がソナーを備える場合について説明したが、潜水艦３０がソナーを備えていても良い。その場合、潜水艦３０は、船舶２０の方角および距離を把握した後、船舶２０に向かうように魚雷４０を発射しても良い。また、発射された魚雷４０は、その後、自身のソナーで船舶２０の方角および距離を把握しながら移動しても良い。
【００２４】
図２は、音響効果によりソナーを欺瞞する方法の例を示す図である。船舶２０は、魚雷４０に攻撃されないように、魚雷４０のソナーを欺瞞する場合がある。ソナーを欺瞞する具体的な手法としては、音波を発するデコイを使用しても良い。デコイには、船舶２０などによって曳航されて移動する曳航式デコイ２１や、船舶２０とは独立して移動する自走式デコイ２２などが知られている。いずれの場合も、曳航式デコイ２１または自走式デコイ２２が船舶２０であると魚雷４０に認識させることで、魚雷４０が船舶２０に到達する可能性を低くすることが出来る。
【００２５】
本実施形態では、デコイを使用する代わりに、レーザ光による水中音響欺瞞システムを用いる。本実施形態による水中音響欺瞞システムは、レーザ光を水中に集光するように照射する。これにより、レーザ光を集光した領域で、気泡が生じる。この気泡から生じる各種の音響効果を、ソナーの欺瞞に利用する。
【００２６】
図３Ａを参照して、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の一構成例について説明する。図３Ａは、第１実施形態による水中音響欺瞞システム１の一構成例を示すブロック回路図である。
【００２７】
図３Ａの水中音響欺瞞システム１の構成要素について説明する。図３Ａの水中音響欺瞞システム１は、外部システム１２と、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとを備えている。外部システム１２は、例えば、船舶２０に設けられた探知システムであって、潜水艦３０や、魚雷４０などの水中物体の存在を探知するためのソナーなどを備えていることが望ましい。制御装置１３は、信号の送受信を行う入出力インタフェースと、プログラムやデータなどを格納するメモリと、メモリ上のプログラムを実行して信号を生成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）とを備える計算機であっても良い。パルスレーザ発振器１４Ａは、制御装置１３の制御下で、制御装置１３が決定した照射パラメータに従ってパルスレーザを生成出力することが望ましい。照射光学系１８Ａは、照射方向および焦点距離を調整するために、レンズや反射鏡などの光学装置と、レンズの位置や反射鏡の角度などを調整する駆動装置とを備えることが望ましい。外部システム１２と、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとは、その全てが図示しない船舶２０などに設けられていても良いし、その一部が船舶２０に、残りがデコイや航空機など他の場所に設けられていても良い。
【００２８】
図３Ａの各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、外部システム１２の後段には、制御装置１３が接続されている。制御装置の後段には、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとが接続されている。ここで、電気的な接続関係は、有線通信により実現されていても良いし、無線通信により実現されていても良い。光学的な接続関係に注目すると、照射光学系１８Ａは、パルスレーザ発振器１４Ａの後段に配置されている。なお、光学的な接続関係は、図示しないミラー、レンズ、ビームスプリッタなどの光学部品を適宜に用いて仲介しても良いことは言うまでもない。
【００２９】
図３Ａの水中音響欺瞞システム１の動作、すなわち本実施形態による水中音響欺瞞方法について、図３Ｂおよび図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明する。図３Ｂは、第１実施形態による水中音響欺瞞方法の一構成例を示すフローチャートである。図３Ｂのフローチャートは、第０ステップＳ１００〜第６ステップＳ１０６の、合計７の工程を含んでいる。図３Ｂのフローチャートは、第０ステップＳ１００から開始する。第０ステップＳ１００の次には、第１ステップＳ１０１が実行される。
【００３０】
第１ステップＳ１０１において、制御装置１３が、レーザ光５０を集光したい目標位置である集光位置と、レーザ光５０の照射パラメータとを決定する。ここでは、一例として、保護対象となる船舶２０自身が水中音響欺瞞システム１を搭載しており、かつ、外部システム１２などによって脅威となる潜水艦３０のおおよその位置を把握出来ている場合を想定して、以降の説明を行う。
【００３１】
より具体的には、外部システム１２が、脅威となる潜水艦３０の位置を検知した結果を示す検知信号１２１を生成する。外部システム１２は、生成した検知信号１２１を制御装置１３に向けて送信する。制御装置１３は、送信された検知信号１２１を受信する。制御装置１３は、受信した検知信号１２１に基づいて、集光位置および照射パラメータを決定する。
【００３２】
集光位置を決定する方法について説明する。集光位置は、レーザ光５０により気泡７０が発生する位置に該当する。発生した気泡７０は、その後、浮力によって上昇し、また、海流などの水流によってその下流側に流されることが予想される。そこで、集光位置は、気泡７０を発生させたい場所よりも下方向や、海流の上流側などに設定することが好ましい。また、気泡７０を発生させたい場所は、例えば、保護対象となる船舶２０と、その脅威となり得る潜水艦３０との間に位置する領域であっても良い。
【００３３】
照射パラメータを決定する方法について説明する。パルスレーザ発振器１４Ａは、比較的強力なパルスレーザ光５１を瞬間的に生成することができる。さらに、パルスレーザ発振器１４Ａは、ある程度短い間隔で断続的に、言い換えれば連続的に、パルスレーザ光５１を生成することもできる。一度に生成するパルスレーザ光５１の強度は、そのパルスレーザ光５１によって水中に発生する気泡７０の大きさに影響する。また、パルスレーザ光５１を連続的に生成する場合は、その時間的間隔が、水中に発生する気泡７０の総数や密度に影響する。特定の領域に存在する気泡７０の総数や密度を、その領域における「気泡７０の規模」と呼ぶ。これらの照射パラメータ（パルスレーザ光５１の強度、時間的間隔など）が気泡７０の規模に与える影響は、さらに、水中の環境、すなわち水温や水圧などによっても変化する。そこで、事前に行った実験データなどから、発生させたい気泡７０の規模と、水中環境とによって、どのような照射パラメータを決定すべきかについて、予め算出した結果を記録したテーブルを制御装置１３の記憶装置に格納しておくことが好ましい。または、発生させたい気泡７０の規模と、水中環境とによって、どのような照射パラメータを決定すべきかについて、算出方法を示したプログラムを制御装置１３の記憶装置に格納しておき、制御装置１３の演算装置で必要に応じてこのプログラムを実行しても良い。なお、水温、水圧などは、例えば、外部システム１２に検知されても良い。
【００３４】
第１ステップＳ１０１の次には、第２ステップＳ１０２が実行される。
【００３５】
第２ステップＳ１０２において、水中音響欺瞞システム１は、決定された照射パラメータに従って、パルスレーザ光５１を生成する。
【００３６】
具体的には、まず、制御装置１３が、第１ステップＳ１０１で決定した照射パラメータに基づいて、パルスレーザの発振を制御するための発振制御信号１３１Ａを生成する。制御装置１３は、生成した発振制御信号１３１Ａを、パルスレーザ発振器１４Ａに向けて送信する。パルスレーザ発振器１４Ａは、送信された発振制御信号１３１Ａを受信する。
【００３７】
次に、パルスレーザ発振器１４Ａは、受信した発振制御信号１３１Ａに応じて、パルスレーザを発振し、生成されたパルスレーザ光５１を出射する。第２ステップＳ１０２の次には、第３ステップＳ１０３が実行される。
【００３８】
第３ステップＳ１０３において、水中音響欺瞞システム１は、決定された集光位置に向けて、レーザ光５０を照射する。
【００３９】
具体的には、まず、制御装置１３が、第１ステップＳ１０１で決定した集光位置に基づいて、パルスレーザ光５１を照射する方向と、照射されたパルスレーザ光５１が集光する焦点距離とを制御するための照射方向制御信号１３４Ａを生成する。制御装置１３は、生成した照射方向制御信号１３４Ａを、照射光学系１８Ａに向けて送信する。照射光学系１８Ａは、送信された照射方向制御信号１３４Ａを受信する。
【００４０】
次に、照射光学系１８Ａは、受信した照射方向制御信号１３４Ａに応じて、パルスレーザ光５１を照射する方向を調整し、かつ、照射したパルスレーザ光５１が集光する焦点距離を調整する。照射光学系１８Ａは、パルスレーザ発振器１４Ａから出射されたパルスレーザ光５１を受光し、受光したパルスレーザ光５１を、調整した方向に向けて、かつ、調整した焦点距離で集光するように、照射する。なお、焦点距離は、例えば、パルスレーザ光５１を照射する照射光学系１８Ａの照射口から集光位置までの距離であっても良い。
【００４１】
なお、制御装置１３による照射光学系１８Ａの制御は、実際には、パルスレーザ発振器１４Ａがパルスレーザ光５１を生成するまでに実行されていることが望ましい。例えば、パルスレーザ光５１が生成される前に、照射光学系１８Ａはパルスレーザ光５１の照射する方向と焦点距離とを調整することが望ましい。このような意味において、第２ステップＳ１０２および第３ステップＳ１０３は、その一部が並列に実行されても良い。
【００４２】
第３ステップＳ１０３の次には、第４ステップＳ１０４が実行される。
【００４３】
第４ステップＳ１０４において、照射されたレーザ光５０によって水中に気泡７０が発生する。より具体的には、照射されたパルスレーザ光５１は、調整された位置に集光する。集光したパルスレーザ光５１によって、周囲の水が沸騰し、気泡７０が発生する。本実施形態による水中音響欺瞞システム１は、例えば、複数のパルスレーザ発振器１４Ａを備えていても良い。この場合、水中音響欺瞞システム１は、一度に複数のパルスレーザ光５１を照射し、かつ、それぞれ異なる位置に集光させて、一度に複数の気泡７０を発生させることが可能となる。または、単独のパルスレーザ発振器１４Ａでパルスレーザ光５１を、短い間隔で断続的に照射し、かつ、それぞれ異なる位置に集光させて、連続的に複数の気泡７０を発生させても良い。こうすることで、複数の気泡７０を、壁または網のように並べて発生させることも可能である。図４Ａは、第１実施形態による水中音響欺瞞システム１の状態例を示す図である。第４ステップＳ１０４の次には、第５ステップＳ１０５が実行される。
【００４４】
第５ステップＳ１０５において、水中に発生した気泡７０による音響効果で、水中のセンサを、すなわち脅威としての潜水艦３０が備えるソナーを、欺瞞する。
【００４５】
一例として、潜水艦３０がアクティブソナーを用いて船舶２０の位置を検知しようとしている場合について説明する。図４Ｂは、第１実施形態による水中音響欺瞞システム１の状態例を示す図である。図４Ｂの例では、脅威としての潜水艦３０のアクティブソナーから発信されるピンガー９１は、保護対象としての船舶２０に到達することなく、両者の間に発生した気泡７０において反射する。音波であるピンガー９１を気泡７０が反射する現象は、気泡７０が有する音響効果の１つである。ピンガー９１が気泡７０で反射することで発生する反響音９２を、脅威としての潜水艦３０のアクティブソナーが受信する。その結果、脅威としての潜水艦３０のアクティブソナーは、気泡７０が位置する領域を、保護対象としての船舶２０の位置として誤認することが期待される。
【００４６】
別の例として、潜水艦３０がパッシブソナーを用いて船舶２０の位置を検知しようとしている場合について説明する。図４Ｃは、第１実施形態による水中音響欺瞞システム１の状態例を示す図である。パッシブソナーは、アクティブソナーと異なり、ピンガー９１を発信しない。したがって、気泡７０が図４Ｂのような反響音９２を発生させることも無い。その一方で、図４Ｂの気泡７０は、水中または水面で、変形または破裂する際に、破裂音９４を発生させる。したがって、脅威としての潜水艦３０のパッシブソナーは、この破裂音９４を受信して、気泡７０が位置する領域を、保護対象としての船舶２０の位置として誤認することが期待される。
【００４７】
本実施形態の変形例として、水中音響欺瞞システム１が、船舶２０ではなく、外部の航空機２４に搭載されている場合について説明する。航空機２４は、船舶２０と比較して、その移動の自由度が高く、また、脅威となる潜水艦３０からの攻撃を受けにくく、さらに、レーザ光５０の減衰は水中を伝搬する場合よりも空中を伝搬する場合の方が少ない。このため、航空機２４は、水中音響欺瞞システム１を搭載するプラットフォームとして適している。図４Ｄは、第１実施形態による水中音響欺瞞システム１の状態例を示す図である。
【００４８】
第５ステップＳ１０５の次には、第６ステップＳ１０６が実行されて、図３Ｂのフローチャートは終了する。
【００４９】
以上に説明したように、本実施形態の水中音響欺瞞システム１および水中音響欺瞞方法によれば、潜水艦３０や、魚雷４０などの、脅威となる水中物体が備えるセンサとしてのソナーを欺瞞して、保護対象としての船舶２０の位置を誤認させることが可能である。なお、パルスレーザは瞬間的な出力が大きいので、照射してから気泡７０が発生するまでのタイムラグがナノ秒オーダーに抑えられる。また、パルスレーザは出力の時間平均が小さいので、水中のセンサを欺瞞するために必要な電力を小さく抑えることが出来る。
【００５０】
（第２実施形態）
図５を参照して、図３Ａとは別の構成による水中音響欺瞞システム１について説明する。図５は、第２実施形態による水中音響欺瞞システム１の一構成例を示すブロック回路図である。
【００５１】
図５に示した本実施形態による水中音響欺瞞システム１は、図３Ａに示した第１実施形態による水中音響欺瞞システム１と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、本実施形態では、第１実施形態で用いたパルスレーザ光５１に変わって、連続波レーザ光５２を用いる。
【００５２】
具体的には、第１実施形態のパルスレーザ発振器１４Ａおよび照射光学系１８Ａを、図５に示した連続波レーザ発振器１４Ｂおよび照射光学系１８Ｂに、それぞれ置き換える。本実施形態による水中音響欺瞞システム１のその他の構成は、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５３】
以降、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を区別しない場合には、これらを単に「レーザ光５０」と呼ぶことがある。同様に、パルスレーザ発振器１４Ａや、連続波レーザ発振器１４Ｂなどを区別しない場合には、これらを単に「レーザ発振器１４」と呼ぶことがある。また、照射光学系１８Ａ、１８Ｂなどを区別しない場合には、これらを単に「照射光学系１８」と呼ぶことがある。
【００５４】
本実施形態で用いる連続波レーザ光５２は、第１実施形態のパルスレーザ光５１と同様に、水中に集光することによって、気泡７０を発生させることが出来る。さらに、連続波レーザ光５２は間断なく照射することが可能であり、したがって、気泡７０を持続的に発生させることが出来る。ここで、連続波レーザ光５２は、持続的に発生させながら集光位置を移動することで、単独の長い気泡７０を発生させることが出来る。
【００５５】
本実施形態による水中音響欺瞞システム１の動作方法、すなわち本実施形態による水中音響欺瞞方法は、図３Ｂのフローチャートで示した第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５６】
一般的に、連続波レーザ光５２は、パルスレーザ光５１と比較して、瞬間的な出力が低い。そのため、連続波レーザ光５２を照射してから気泡７０が発生するまでに数十ミリ秒乃至数百ミリ秒のオーダーのタイムラグがかかる。その一方で、連続波レーザ光５２は、気泡７０を持続的に発生させることが可能であるので、パルスレーザ光５１で発生できる気泡７０より大きい気泡７０を展開することが出来る。
【００５７】
水中における気泡７０が有する音響効果という視点からは、パルスレーザ光５１によって発生する、比較的小さい気泡７０は、比較的高い周波数を有する音波をより効果的に反射する。言い換えれば、連続波レーザ光５２によって発生する、比較的大きい気泡７０は、比較的低い周波数を有する音波をより効果的に反射する。
【００５８】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態で用いたパルスレーザ光５１と、第２実施形態で用いた連続波レーザ光５２とを併用することで、第１実施形態および第２実施形態の長所を両立する。ここで、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、切り替え動作によって片方ずつ照射しても良いし、両方を同時に照射しても良い。図６〜図９を参照して、本実施形態の各構成例について説明する。
【００５９】
（第３実施形態の第１構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の第１構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、異なる照射光学系１８からそれぞれ照射されても良い。図６は、第３実施形態による水中音響欺瞞システム１の第１構成例を示すブロック回路図である。図６の水中音響欺瞞システム１は、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、連続波レーザ発振器１４Ｂと、パルスレーザ用の照射光学系１８Ａと、連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂとを備える。
【００６０】
図６に示した第３実施形態の第１構成例は、図３Ａに示した第１実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂが追加されている。また、図６に示した第３実施形態の第１構成例は、図５に示した第２実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、パルスレーザ発振器１４Ａおよびパルスレーザ用の照射光学系１８Ａが追加されている。
【００６１】
制御装置１３、パルスレーザ発振器１４Ａおよびパルスレーザ用の照射光学系１８Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、パルスレーザ光５１の発振を制御するための発振制御信号１３１Ａと、連続波レーザ光５２の発振を制御するための発振制御信号１３１Ｂとを、それぞれ適切なタイミングで生成出力することが望ましい。本実施形態の第１構成例による水中音響欺瞞システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００６２】
（第３実施形態の第２構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の第２構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、補助的な光学系などによって同軸化されたのち、共通の照射光学系１８から照射されても良い。図７は、第３実施形態による水中音響欺瞞システム１の第２構成例を示すブロック回路図である。図７の水中音響欺瞞システム１は、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、連続波レーザ発振器１４Ｂと、補助光学系としての反射鏡１５と、切替装置１６と、照射光学系１８Ｃとを備える。図７の水中音響欺瞞システム１は、図３Ａに示した第１実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび切替装置１６が追加されている。ここで、切替装置１６は、２つの受光口と、１つの出射口と、反射鏡１５とは別の反射鏡と、この反射鏡の位置または角度を調整するための駆動装置とを備えることが望ましい。
【００６３】
制御装置１３およびパルスレーザ発振器１４Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３および連続波レーザ発振器１４Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００６４】
図７に示した各構成要素のその他の接続関係のうち、電気的な接続関係に注目すると、切替装置１６および照射光学系１８Ｃは、それぞれ、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルスレーザ発振器１４Ａの後段には切替装置１６が配置されており、切替装置１６の後段には照射光学系１８Ｃが配置されている。さらに、連続波レーザ発振器１４Ｂの後段にも、反射鏡１５を介して、切替装置１６が配置されている。なお、反射鏡１５は、パルスレーザ発振器１４Ａおよび切替装置１６の間に配置されていても良い。
【００６５】
第３実施形態の第２構成例の各構成要素の、反射鏡１５、切替装置１６および照射光学系１８Ｃに係る動作について説明する。
【００６６】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ａを生成してからパルスレーザ発振器１４Ａがパルスレーザ光５１を発振するまでの一連の動作については、第１実施形態の場合と同様である。また、制御装置１３が発振制御信号１３１Ｂを生成してから連続波レーザ発振器１４Ｂが連続波レーザ光５２を発振するまでの一連動作については、第２実施形態の場合と同様である。切替装置１６は、第１受光口ではパルスレーザ光５１を受光し、第２受光口では連続波レーザ光５２を、反射鏡１５を介して、受光する。ここで、反射鏡１５は、連続波レーザ光５２を、連続波レーザ発振器１４Ｂの出射口から、切替装置１６の第２受光口へ導く。
【００６７】
制御装置１３は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２の切替を制御するための切替制御信号１３２を生成する。制御装置１３は、生成した切替制御信号１３２を切替装置１６に向けて送信する。切替装置１６は、送信された切替制御信号１３２を受信する。切替装置１６は、受信した切替制御信号１３２に応じて、駆動装置によって自身が備える反射鏡の位置や角度などを調整する。こうすることで、切替装置１６は、制御装置１３の制御下で、第１状態と、第２状態とを切り替えることが出来る。すなわち、第１状態の切替装置１６は、第１受光口から受光するパルスレーザ光５１を出射口から選択的に出射する。また、第２状態の切替装置１６は、第２受光口から受光する連続波レーザ光５２を出射口から選択的に出射する。照射光学系１８Ｃは、選択的に出射されたパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を受光する。
【００６８】
制御装置１３は、照射光学系１８Ｃがレーザ光５０を照射する方向を制御し、かつ、レーザ光５０が集光する位置を制御するための、照射方向制御信号１３４Ｃを生成する。制御装置１３は、生成した照射方向制御信号１３４Ｃを、照射光学系１８Ｃに向けて送信する。照射光学系１８Ｃは、送信された照射方向制御信号１３４Ｃを受信する。照射光学系１８Ｃは、受信した照射方向制御信号１３４Ｃに応じて、照射方向および焦点距離を調整する。照射光学系１８Ｃは、調整した照射方向に向けて、かつ、調整した焦点距離に集光するように、受光したパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を照射する。
【００６９】
制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、発振制御信号１３１Ａと、発振制御信号１３１Ｂと、切替制御信号１３２とを、それぞれ適切なタイミングで生成出力することが望ましい。本実施形態の第２構成例による水中音響欺瞞システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７０】
（第３実施形態、第３構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の第３構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、同一の発振器から発信され、かつ、同一の照射光学系１８から照射されても良い。図８は、第３実施形態による水中音響欺瞞システム１の第３構成例を示すブロック回路図である。図８の水中音響欺瞞システム１は、制御装置１３と、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃと、照射光学系１８Ｃとを備える。
【００７１】
パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、制御装置１３の制御下で切り替わる、第１状態および第２状態を有する。すなわち、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、第１状態ではパルスレーザ光５１を発振し、第２状態では連続波レーザ光５２を発振する。
【００７２】
より具体的には、例えば、いわゆる「Ｑスイッチ」などのパルス化デバイスおよびこれを使用する方法が考えられる。すなわち、第１状態のパルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、パルス化デバイスが光学的に接続されており、パルスレーザ光５１を発振する。第２状態のパルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、パルス化デバイスが光学的に外されており、連続波レーザ光５２を発振する。
【００７３】
図８に示した各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃおよび照射光学系１８Ｃは、それぞれ、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃの後段には、照射光学系１８Ｃが配置されている。
【００７４】
図８に示した水中音響欺瞞システム１の動作について説明する。制御装置１３は、パルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２の発振およびその切り替えを制御するための発振制御信号１３１Ｃを生成する。制御装置１３は、生成した発振制御信号１３１Ｃを、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃに向けて送信する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、送信された発振制御信号１３１Ｃを受信する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、受信した発振制御信号１３１Ｃに応じて、パルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を選択的に発振する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、発振したパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を、照射光学系１８Ｃに向けて出射する。
【００７５】
制御装置１３が照射方向制御信号１３４Ｃを生成してから照射光学系１８Ｃがパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を照射するまでの動作については、図７に示した第３実施形態の第２構成例の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７６】
（第３実施形態、第４構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同時に照射する場合、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の第４構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、異なる照射光学系１８からそれぞれ照射されても良い。第３実施形態による水中音響欺瞞システム１の第４構成例を示すブロック回路図は、第３実施形態の第１構成例を示す図６と同一であるので、ここでは省略する。ただし、第１構成例の場合とは異なり、本構成例による水中音響欺瞞システム１は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を、同時に照射することが可能である。このため、本構成例では、制御装置１３が、発振制御信号１３１Ａおよび発振制御信号１３１Ｂを、パルスレーザ発振器１４Ａおよび連続波レーザ発振器１４Ｂに、それぞれ、同時に送信しても良い。
【００７７】
本構成例による水中音響欺瞞システム１のその他の構成および動作は、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７８】
（第３実施形態、第５構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同時に照射する場合、本実施形態による水中音響欺瞞システム１の第５構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、同一の照射光学系１８から照射されても良い。図９は、第３実施形態による水中音響欺瞞システム１の第５構成例を示すブロック回路図である。図９の水中音響欺瞞システム１は、図７に示した本実施形態の第２構成例と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、切替装置１６が、同軸化装置１７に置き換えられている。ここで、同軸化装置１７は、２つの受光口と、１つの出射口とを備えていることが望ましい。同軸化装置１７は、２つの受光口でそれぞれ受光する２つのレーザ光を同軸化して出射口から出射する。
【００７９】
制御装置１３およびパルスレーザ発振器１４Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３および連続波レーザ発振器１４Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００８０】
同軸化装置１７に係る各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、同軸化装置１７は、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルスレーザ発振器１４Ａの後段には、同軸化装置１７の第１受光口が配置されている。連続波レーザ発振器１４Ｂの後段には、反射鏡１５を介して、同軸化装置１７の第２受光口が配置されている。同軸化装置１７の後段には、照射光学系１８Ｃが配置されている。
【００８１】
第３実施形態の第５構成例の各構成要素の、同軸化装置１７に係る動作について説明する。
【００８２】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ａを生成してからパルスレーザ発振器１４Ａがパルスレーザ光５１を発振するまでの一連の動作については、第１実施形態の場合と同様である。パルスレーザ発振器１４Ａは、発振したパルスレーザ光５１を、同軸化装置１７の第１受光口に向けて出射する。同軸化装置１７は、出射されたパルスレーザ光５１を、第１受光口で受光する。
【００８３】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ｂを生成してから連続波レーザ発振器１４Ｂが連続波レーザ光５２を発振するまでの一連動作については、第２実施形態の場合と同様である。連続波レーザ発振器１４Ｂは、発振した連続波レーザ光５２を、同軸化装置１７の第２受光口に向けて出射する。
【００８４】
制御装置１３は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２の同軸化を制御するための同軸化制御信号１３３を生成する。制御装置１３は、生成した同軸化制御信号１３３を、同軸化装置１７に向けて送信する。同軸化装置１７は、送信された同軸化制御信号１３３を受信する。また、同軸化装置１７は、出射されたパルスレーザ光５１を第１受光口で受光する。同軸化装置１７は、出射された連続波レーザ光５２を第２受光口で受光する。そこで、同軸化装置１７は、受信した同軸化制御信号１３３に応じて、受光したパルスレーザ光５１の光軸方向と、受光した連続波レーザ光５２の光軸方向とを、それぞれ調整する。この結果、同軸化装置１７は、受光したパルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同軸化し、光軸方向を調整した出射口から照射する。
【００８５】
制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、発振制御信号１３１Ａと、発振制御信号１３１Ｂと、同軸化制御信号１３３とを生成出力する。第３実施形態の第５構成例による水中音響欺瞞システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００８６】
以上に説明したように、第３実施形態による水中音響欺瞞システム１および水中音響欺瞞方法は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を、切り替えて、または、同時に照射することによって、第１実施形態および第２実施形態の長所を両立することを可能とする。
【００８７】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１〜第３実施形態にフィードバック制御を追加する。すなわち、レーザ光５０の照射によって気泡７０が発生したことを示す音や、反対に不発に終わったことを示す無音状態を、ソナーなどの観測装置によって観測し、その結果をフィードバックして照射光学系１８の調整を行う。図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、本実施形態による水中音響欺瞞システム１および水中音響欺瞞方法について説明する。
【００８８】
図１０Ａは、第４実施形態による水中音響欺瞞システム１の構成例を示すブロック回路図である。図１０Ａに示した水中音響欺瞞システム１は、一例として、図８に示した第３実施形態の第３構成例に、ソナー１１を追加したものである。ソナー１１は、制御装置１３に電気的に接続されている。なお、このソナー１１は、図示しない外部システム１２の一部であっても良い。
【００８９】
本実施形態による水中音響欺瞞システム１の動作、すなわち本実施形態による水中音響欺瞞方法について説明する。図１０Ｂは、第４実施形態による水中音響欺瞞方法の一構成例を示すフローチャートである。図１０Ｂのフローチャートは、第０ステップＳ２００〜第７ステップＳ２０７の、合計８の工程を含んでいる。図１０Ｂのフローチャートは、第０ステップＳ２００から開始する。第０ステップＳ２００の次には、第１ステップＳ２０１が実行される。
【００９０】
以降、図１０Ｂのフローチャートの各工程を、図３Ｂのフローチャートの各工程と比較しながら説明する。ただし、図３Ｂのフローチャートでは図３Ａの構成例を前提にしていた一方で、図１０Ｂのフローチャートでは図１０Ａの構成例を前提としている。そこで、以降の説明では、構成要素の読み替えを行う。すなわち、図３Ａの発振制御信号１３１Ａを、図１０Ａの発振制御信号１３１Ｃに読み替える。図３Ａのパルスレーザ発振器１４Ａを、図１０Ａのパルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃに読み替える。図３Ａのパルスレーザ光５１を、図１０Ａのパルスレーザ光５１および／または連続波レーザ光５２に読み替える。図３Ａの照射光学系１８Ａを、図１０Ａの照射光学系１８Ｃに読み替える。
【００９１】
第１ステップＳ２０１において、水中音響欺瞞システム１は、目標の位置を検知する。ここで、目標とは、水中の脅威としての潜水艦３０や、魚雷４０などを示す。目標を検知する方法としては、ソナー１１から所定の条件を満たす音１１１を検出しても良いし、該当する情報を外部から受信しても良い。ソナー１１が音１１１を検出した場合は、このことを示す観測信号１１２を生成して制御装置１３に送信することが好ましい。外部から情報を受信した場合も、制御装置１３がこの情報を受信することが好ましい。第１ステップＳ２０１の次には、第２ステップＳ２０２が実行される。
【００９２】
第２ステップＳ２０２において、水中音響欺瞞システム１は、レーザ光５０を集光したい目標位置である集光位置と、レーザ光５０の照射パラメータとを決定する。図１０Ｂの第２ステップＳ２０２の内容は、図３Ｂの第１ステップＳ１０１と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第２ステップＳ２０２の次には、第３ステップＳ２０３が実行される。
【００９３】
第３ステップＳ２０３において、水中音響欺瞞システム１は、決定された照射パラメータに従って、パルスレーザ光５１を生成する。図１０Ｂの第３ステップＳ２０３の内容は、図３Ｂの第２ステップＳ１０２と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第３ステップＳ２０３の次には、第４ステップＳ２０４が実行される。
【００９４】
第４ステップＳ２０４において、水中音響欺瞞システム１は、決定された集光位置に向けて、レーザ光５０を照射する。図１０Ｂの第４ステップＳ２０４の内容は、図３Ｂの第３ステップＳ１０３と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第４ステップＳ２０４の次には、第５ステップＳ２０５が実行される。
【００９５】
第５ステップＳ２０５において、水中音響欺瞞システム１は、レーザ光５０を照射した結果を、すなわち水中に気泡７０が発生したかどうかを、観測する。この観測は、気泡７０が発生した際に生じる音１１１をソナー１１で検出すること、または、気泡７０が発生しなかった場合の無音状態を検出すること、などで行われる。いずれの場合も、ソナー１１は、観測結果を電気的に変換して観測信号１１２を生成し、生成した観測信号１１２を制御装置１３に向けて送信する。制御装置１３は、送信された観測信号１１２を受信し、上記の判定を行う。第５ステップＳ２０５の次には、第６ステップＳ２０６が実行される。
【００９６】
第６ステップＳ２０６において、水中音響欺瞞システム１は、気泡７０が発生したかどうかを、制御装置１３で判定する。気泡７０の発生が認められない場合（ＮＯ）は、第６ステップＳ２０６の次に、第１ステップＳ２０１が再度実行され、その次に第２ステップＳ２０２が再度実行される。このとき、気泡７０がより発生しやすくなるように照射パラメータおよび集光位置が修正されることが好ましい。反対に、気泡７０の発生が認められた場合（ＹＥＳ）は、第６ステップＳ２０６の次に、第７ステップＳ２０７が実行され、図１０Ｂのフローチャートは終了する。
【００９７】
本実施形態によれば、レーザ光５０による気泡７０がより高い確度で発生することが期待される。また、ソナー１１は、気泡７０が発生した位置、範囲、破裂音の大きさなどを探知してもよい。例えば、ソナー１１は、気泡７０の情報から、音響効果が及ぶ範囲の位置情報を決定する。制御装置１３は、位置情報に応じて、照射パラメータおよび集光位置を修正する。これにより、音響効果によるセンサの欺瞞をより確実に実現することができる。また、制御装置１３は、ソナー１１が探知した気泡７０の情報から、音響効果が及ぶ範囲の位置情報を決定してもよい。
【００９８】
（第５実施形態）
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、気泡７０を発生させる場所を効果的に選ぶことで、ソナーを無力化出来ることについて説明する。
【００９９】
図１１Ａは、第５実施形態による水中音響欺瞞システム１の第１構成例を示す図である。図１１Ａは、図４Ａと比較して、以下の点で異なる。すなわち、レーザ光５０によって発生する気泡７０の位置が、図４Ａでは保護対象としての船舶２０および脅威としての潜水艦３０の中間領域であったが、図１１Ａでは潜水艦３０の前方の近傍である。
【０１００】
本実施形態では、潜水艦３０の前方にそのソナーが搭載されていると仮定し、その近傍に気泡７０を発生させることで、ソナーを無力化する。すなわち、気泡７０がピンガー９１などの音波を反射する音響効果により、アクティブソナーの動作を封じ込めることが出来る。また、気泡７０が音波を発生させる音響効果により、パッシブソナーの出力を飽和させることも出来る。
【０１０１】
図４Ｄに関連して前述したとおり、水中音響欺瞞システム１を搭載するプラットフォームは、船舶２０よりも移動が自由であることや、脅威となる潜水艦３０にとって対処が難しいことなどから、航空機２４が望ましい。図１１Ｂは、第５実施形態による水中音響欺瞞システム１の第２構成例を示す図である。本実施形態による水中音響欺瞞システム１を、水上を飛行する航空機２４に搭載することによって、図１１Ａと同様の効果を得ることが可能である。
【０１０２】
本実施形態によれば、水中音響欺瞞システム１をより積極的に用いることで、水中の脅威から船舶２０をより確実に保護することができる。
【０１０３】
（第６実施形態）
図１２を参照して、気泡７０を発生させる場所を効果的に選ぶことで、保護対象としての船舶２０を脅威としての潜水艦３０などのソナーから隠すことができることについて説明する。図１２は、第６実施形態による水中音響欺瞞システム１の構成例を示す図である。
【０１０４】
図１２は、図４Ａと比較して、以下の点で異なる。すなわち、レーザ光５０によって発生する気泡７０の位置が、図４Ａでは保護対象としての船舶２０および脅威としての潜水艦３０の中間領域であったが、図１２では船舶２０の近傍であり、特に船舶２０の後部、すなわち船舶２０のスクリューの近傍である。また、気泡７０の位置は、船舶２０の航行音が発生する位置の近傍でもよい。
【０１０５】
図１２に示したように、船舶２０の近傍に気泡７０を発生させることで、船舶２０の航行音を気泡７０によって遮蔽したり、船舶２０のスクリューの近傍に気泡７０を発生させることで、スクリューから発生する音を気泡７０によって遮蔽したりすることができる。その結果、脅威としての潜水艦３０や、魚雷４０などに搭載されたソナーによって船舶２０を検知されにくくする音響効果が期待される。
【０１０６】
また、図１２に示したように、船舶２０の近傍に気泡７０を発生させることで、脅威としての潜水艦３０や、魚雷４０などに搭載されたソナーによって船舶２０の存在が検知されたとしても、船舶２０の形状を欺瞞できるという音響効果が期待される。
【０１０７】
図１２に示した本実施形態と、図１１Ａなどに示した第５実施形態と、図４Ａなどに示した第１実施形態とでは、気泡７０を発生させる集光位置を変えることによって異なる音響効果を得られる。これらの実施形態は、同時に組み合わせて複合的な音響効果を得ることも可能である。ただし、先に発生した気泡７０が後から照射するレーザ光５０を妨げないように、例えば、各集光位置へは水中音響欺瞞システム１から遠い順番にレーザ光５０を照射することが望ましい。
【０１０８】
（第７実施形態）
図１３を参照して、気泡７０の音響効果を機雷の掃海に応用できることについて説明する。図１３は、第７実施形態による水中音響欺瞞システム１の構成例を示す図である。
【０１０９】
従来は、前述のとおり、除去できる機雷は掃海を行う艦艇より後方に位置するものであった。これは、設置済みの機雷を除去する掃海作業が、艦艇などが掃海用の器具を曳航する形で行われるからである。その結果、艦艇が自身の航行により前方の機雷を起爆させて被害を受けてしまう可能性が有った。
【０１１０】
本実施形態では、機雷の敷設が想定される海域において、水中音響欺瞞システム１は、船舶２０の進行方向前方の、船舶２０から一定距離の領域に、パルスレーザ光５１や高出力の連続波レーザ光５２などのレーザ光５０を集光して、多数の気泡７０を発生させる。こうすることで、一定の割合以上で気泡７０が分布する領域を作る。このように分布された気泡７０は、変形したり、破裂したりする際に音波を発生させる。さらに、この音波などの音響効果が結果的に周囲の水圧を変動させる。その結果、図１３に示すように、機雷に搭載された音響探知センサや、水圧探知センサを誤認させ、船舶２０の前方で、かつ、船舶２０から十分離れた領域で、機雷を起爆させることが可能となる。
【０１１１】
本実施形態によれば、掃海艦艇の前方に敷設された音響機雷や水圧機雷を掃海することが可能となり、かつ、掃海艦艇が機雷によって被害を受ける危険性や、掃海器具の損耗などを抑制することが可能となる。
【０１１２】
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。例えば、水中音響欺瞞システム１は、外部装置から検知信号１２１を受信し、水中音響欺瞞システム１の外部システム１２を省略してもよい。
【０１１３】
本出願は、２０１８年２月１４日に出願された日本国特許出願２０１８−２３９８０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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