特許 6613377 無人航空機用遠隔供給電力

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6613377

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】無人航空機用遠隔供給電力

(51)【国際特許分類】

   B64F 3/02 20060101AFI20191118BHJP

   H02J 50/30 20160101ALI20191118BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20191118BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20191118BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20191118BHJP

   H02S 10/40 20140101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   B64F3/02

   H02J50/30

   B64C39/02

   B64D27/24

   H02J50/80

   H02S10/40

【請求項の数】20

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-534049(P2018-534049)

(86)(22)【出願日】2015年12月30日

(65)【公表番号】特表2019-511407(P2019-511407A)

(43)【公表日】2019年4月25日

(86)【国際出願番号】US2015068033

(87)【国際公開番号】WO2017116432

(87)【国際公開日】20170706

【審査請求日】2018年12月27日

(31)【優先権主張番号】14/982,648

(32)【優先日】2015年12月29日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508178054

【氏名又は名称】フェイスブック，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】特許業務法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】リュー、チャン

(72)【発明者】

【氏名】チェン、チェン−チュン

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−０１０２１５３（ＫＲ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２７５５７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００４６７６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３１１７５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０７２４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１５７６７４４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特表２０１４−５００８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００９６８００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５９７３３０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４０７５３５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
レーザ・ビームを発生させるように構成されるレーザと、
遠隔設置されて連続移動する太陽電池に少なくとも部分的に入射するように前記レーザ・ビームを照準するように構成されるレーザ照準モジュールと、
コントローラであって、
遠隔設置されて連続移動する前記太陽電池に対する前記レーザ・ビームの位置を示すフィードバック信号を受信することであって、前記フィードバック信号は、前記レーザ・ビームから前記遠隔設置されて連続移動する太陽電池により生成された電圧、電流または電力の量を示す、前記フィードバック信号を受信すること、
前記生成された電圧、電流または電力の量が閾値よりも低下した場合、前記フィードバック信号に基づいて、前記生成された電圧、電流または電力の量が、該生成された電圧、電流または電力の量の対応する最大値の予め設定されたパーセンテージ内となるように、前記レーザ・ビームの照準を調整するよう前記レーザ照準モジュールに指示すること、を実行するように構成される前記コントローラと、を備えるシステム。

【請求項2】

前記レーザは、０．５μｍから２．０μｍまでの範囲内の波長を有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記レーザは、５００ワットから１０，０００ワットまでの範囲内の平均出力光パワーを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記太陽電池は、海抜１２．２から２４．３９ｋｍ（４０，０００から８０，０００フィート）までの範囲内の高度で飛行するように構成される無人航空機の一部である、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記太陽電池は、該太陽電池に入射する前記レーザ・ビームから電力を生成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記太陽電池に入射する前記レーザ・ビームの直径は、前記太陽電池の長さまたは幅にほぼ等しい、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記レーザ照準モジュールは、前記太陽電池に入射する前記レーザ・ビームのサイズまたは形状を、前記太陽電池のサイズまたは形状に一致するように調整するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記レーザ照準モジュールは、望遠鏡またはリフレクタを含み、
前記レーザ・ビームの照準の調整は、前記望遠鏡または前記リフレクタの少なくとも一部を移動または回転させることを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記太陽電池は無人航空機（ＵＡＶ）の一部であり、
前記フィードバック信号は、前記無人航空機から前記システムに送信される無線信号を含み、
前記太陽電池に対する前記レーザ・ビームの位置は、前記レーザ・ビームから前記太陽電池が生成する電圧、電流または電力の量によって示される、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記システムは、カメラをさらに備え、
前記フィードバック信号は、前記カメラによって撮像された画像または映像を含み、
前記画像または映像は、前記太陽電池および前記太陽電池に入射する前記レーザ・ビームを示す、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記レーザ照準モジュールは、前記レーザ・ビームの照準をディザリングするようにさらに構成され、
前記太陽電池は、無人航空機（ＵＡＶ）の一部であり、
前記フィードバック信号は、前記無人航空機から前記システムに送信される無線信号を含み、
前記無線信号は、前記レーザ・ビームの照準の前記ディザリングに応答して、前記太陽電池が示す電圧、電流または電力の変調量に対応する情報を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記太陽電池は、無人航空機上の複数の太陽電池のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記太陽電池は、無人航空機（ＵＡＶ）の一部であり、
前記コントローラは、前記無人航空機の高度または飛行経路に基づいて、前記レーザ・ビームの照準を調整するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記レーザ照準モジュールは、最初に前記太陽電池に前記レーザ・ビームを照準するために、前記レーザ・ビームの円錐走査を行うようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

無人航空機（ＵＡＶ）をさらに備え、
前記太陽電池は、前記無人航空機の下向き面に装着される下側太陽電池の一部であり、
前記無人航空機は、
前記無人航空機を上空に維持するように構成される推進システムと、
前記コントローラと無線通信するように構成される通信モジュールと、
前記推進システムと前記通信モジュールとに動作電力を提供するように構成される充電式バッテリと、
前記無人航空機の上向き面に装着されて、日光を受けて、受けた日光から太陽光電力を生成するように構成される上側太陽電池と、
前記レーザ・ビームから光パワーを受け取り、受け取った光パワーから補助電力を生成するように構成される前記下側太陽電池と、
パワー・コントローラであって、
前記太陽光電力で前記充電式バッテリを充電すること、前記太陽光電力を前記推進システムに提供すること、または前記太陽光電力を前記通信モジュールに提供すること、を含む前記太陽光電力を前記無人航空機に提供すること、
前記補助電力で前記充電式バッテリを充電すること、前記補助電力を前記推進システムに提供すること、または前記補助電力を前記通信モジュールに提供すること、を含む前記補助電力を前記無人航空機に提供すること、
を行うように構成される前記パワー・コントローラと、を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項16】

方法であって、
レーザ・ビームを発生させる工程と、
遠隔設置されて連続移動する太陽電池に少なくとも部分的に入射するように前記レーザ・ビームを照準する工程と、
遠隔設置された前記太陽電池に対する前記レーザ・ビームの位置を示すフィードバック信号を受信する工程であって、前記フィードバック信号は、前記レーザ・ビームから前記遠隔設置されて連続移動する太陽電池により生成された電圧、電流または電力の量を示す、前記フィードバック信号を受信する工程と、
前記生成された電圧、電流または電力の量が閾値よりも低下した場合、前記フィードバック信号に基づいて、前記生成された電圧、電流または電力の量が、該生成された電圧、電流または電力の量の対応する最大値の予め設定されたパーセンテージ内となるように、前記レーザ・ビームの照準を調整する工程と、を備える方法。

【請求項17】

前記太陽電池は、無人航空機（ＵＡＶ）の一部であり、
前記フィードバック信号は、前記無人航空機から送信される無線信号を含み、
前記太陽電池に対する前記レーザ・ビームの位置は、前記レーザ・ビームから前記太陽電池が生成する電圧、電流または電力の量によって示される、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記フィードバック信号は、カメラによって撮像された画像または映像を含み、
前記画像または映像は、前記太陽電池および前記太陽電池に入射する前記レーザ・ビームを示す、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記レーザ・ビームの照準をディザリングする工程をさらに含み、
前記太陽電池は無人航空機（ＵＡＶ）の一部であり、
前記フィードバック信号は、前記無人航空機から送信される無線信号を含み、
前記無線信号は、前記レーザ・ビームの照準の前記ディザリングに応答して、前記太陽電池が示す電圧、電流または電力の変調量に対応する情報を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

システムであって、
レーザ・ビームを発生させる手段と、
遠隔設置されて連続移動する太陽電池に少なくとも部分的に入射するように前記レーザ・ビームを照準する手段と、
遠隔設置された前記太陽電池に対する前記レーザ・ビームの位置を示すフィードバック信号を受信する手段であって、前記フィードバック信号は、前記レーザ・ビームから前記遠隔設置されて連続移動する太陽電池により生成された電圧、電流または電力の量を示す、前記フィードバック信号を受信する手段と、
前記生成された電圧、電流または電力の量が閾値よりも低下した場合、前記フィードバック信号に基づいて、前記生成された電圧、電流または電力の量が、該生成された電圧、電流または電力の量の対応する最大値の予め設定されたパーセンテージ内となるように、前記レーザ・ビームの照準を調整する手段と、を備えるシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、無人航空機に関する。

【背景技術】

【0002】

無人航空機（ＵＡＶ：ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ）は、地上に位置する機器に無線インターネット接続を提供することができる。たとえば、ＵＡＶは、インターネットに（たとえば、地上アンテナを通じて）無線接続する内蔵通信モジュールを有することができ、スマートフォン、タブレット・コンピュータまたはラップトップ・コンピュータなどのモバイル・コンピューティング・デバイスは、ＵＡＶの通信モジュールを通じてインターネットに無線接続することができる。ＵＡＶは、数週間、数ヶ月、または数年間上空に留まることができ、ＵＡＶは、ＵＡＶの下の地上エリアに位置するユーザにインターネットおよび様々なデータ・サービス（たとえば、メッセージング、電子メール、音声通信、ソーシャル・ネットワーキング、検索機能、健康情報、または天気情報）へのアクセスを提供することができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

特定の実施形態においては、ＵＡＶは、レーザ・システムから遠隔供給電力を受けることができる。限定ではなく、例として、地上レーザ・システムは、ＵＡＶの太陽電池に少なくとも部分的に入射するようにレーザ・ビームを照準することができる。特定の実施形態においては、太陽電池は、充電式バッテリを充電するために、または、ＵＡＶの電子機器（たとえば、通信モジュールもしくは推進システム）に電力を供給するために使用され得る補助電力を発生させることができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶは、日中の時間帯に、ＵＡＶの上向き面に装着することのできる１つまたは複数の太陽電池によって生み出される太陽光電力を使用して動作することができる。さらに、太陽電池が生み出す余剰電力を使用して、充電式バッテリを充電することができ、夜間の時間帯に、充電式バッテリからＵＡＶに電力を供給することができる。夜の長い冬の間、バッテリは、夜間を通してＵＡＶに電力を供給できるだけの蓄電エネルギーをもたないことがある。遠隔レーザ・システムは、レーザ・ビームをＵＡＶの下向き太陽電池に照準することができ、太陽電池は、ＵＡＶが夜間を通して動作できるように補助電力を生み出すことができる。ＵＡＶは、レーザ・システムに対して遠隔設置されて連続移動することができ（たとえば、ＵＡＶは、特定の高度でレーザ・システムの上空を飛行している）、レーザ・ビームの照準は、レーザ照準モジュールを使用してＵＡＶの動きに追従するように調整することができる。さらに、レーザ・システムは、フィードバック信号を受信して、フィードバック信号に基づいてレーザの照準を調整するようレーザ照準モジュールに指示することができる。限定ではなく、例として、フィードバック信号は、太陽電池に対するレーザ・ビームの位置を示す、ＵＡＶから受信される情報（たとえば、太陽電池が生み出す電圧、電流、または電力の量）を含むことができる。限定ではなく、別の例として、フィードバック信号は、太陽電池および太陽電池に入射するレーザ・ビームを示す、カメラによって撮像された画像を含むことができる。

【0004】

上記開示した実施形態は単なる例であり、本開示の範囲はこれに限定されるものではない。特定の実施形態は、上記開示した実施形態のコンポーネント、要素、特徴、機能、動作または工程の全部もしくは一部を含んでもよく、または含まなくてもよい。本発明による実施形態は、特に、方法、記憶媒体、システムおよびコンピュータ・プログラム製品に向けられた添付の請求項で特に開示され、ある請求項のカテゴリ、たとえば方法で述べられた特徴は、別の請求項のカテゴリ、たとえばシステムでも同様に請求可能である。添付の請求項の従属性または後方参照は、形式上の理由でのみ選択されている。しかし、任意の先行の請求項への意図的な後方参照から生じる任意の主題（特に多項従属）も同様に請求可能であるので、添付の請求項で選ばれた従属性に関係なく、請求項およびその特徴の任意の組合せが開示され、請求可能である。請求可能な主題は、添付の請求項に記載される特徴の組合せだけでなく、請求項の特徴の任意の他の組合せも含み、請求項で述べられる各特徴は、請求項の任意の他の特徴または他の特徴の組合せと組合せることができる。また、本明細書に記述されているかもしくは示されている任意の実施形態および特徴のいずれも、個別の請求項で、および／または、本明細書で記述されているかもしくは示されている任意の実施形態もしくは特徴、または添付の請求項の特徴のいずれかとの任意の組合せで請求可能である。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】例示的なレーザ・システムおよび例示的な無人航空機（ＵＡＶ）を示す。

【図2】例示的な無人航空機のブロック図を示す。

【図3】遠隔設置された太陽電池にレーザ・ビームを照準するための例示的な方法を示す。

【図4】例示的なコンピュータ・システムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0006】

図１は、例示的なレーザ・システム２００および例示的な無人航空機（ＵＡＶ）３００を示す。特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、ＵＡＶ３００に電力を遠隔供給するように構成することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、ドローン、遠隔操縦航空機、または自律航空機と呼ばれることがある。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、１つまたは複数のリンク１５０を通じて、ネットワークへの無線接続を提供することができる。特定の実施形態においては、ネットワークは、アド・ホック・ネットワーク、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベート・ネットワーク（ＶＰＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、無線ＷＡＮ（ＷＷＡＮ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、インターネットの一部分、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）の一部分、セルラー電話ネットワーク、またはこれらのうちの複数の組合せを含むことができる。本開示は任意の適切なリンク１５０を想定している。特定の実施形態においては、１つまたは複数のリンク１５０は、１つもしくは複数の有線リンク（たとえば、デジタル・サブスクライバ・ライン（Digital Subscriber Line : ＤＳＬ）もしくはデータ・オーバ・ケーブル・サービス・インターフェース仕様（Data Over Cable Service Interface Specification : ＤＯＣＳＩＳ）など）、無線リンク（たとえば、セルラー、ラジオ、Ｗｉ−Ｆｉもしくはワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷｉＭＡＸ）など）、または光リンク（たとえば、自由空間光通信（free-space optical : ＦＳＯ）、同期光ネットワーク（Synchronous Optical Network : ＳＯＮＥＴ）もしくは同期デジタル階層（Synchronous Digital Hierarchy : ＳＤＨ）など）を含むことができる。限定ではなく、例として、ユーザ１０１とＵＡＶ３００とを接続する図１の無線リンク１５０は、セルラーまたはラジオ・リンクであることが可能である。限定ではなく、別の例として、ＵＡＶ３００とコントローラ２７０とを接続する図１の無線リンク１５０は、セルラー、ラジオまたはＦＳＯリンクであることが可能である。特定の実施形態においては、１つまたは複数のリンク１５０はそれぞれ、アド・ホック・ネットワーク、イントラネット、エクストラネット、ＶＰＮ、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、ＷＡＮ、ＷＷＡＮ、ＭＡＮ、インターネットの一部分、ＰＳＴＮの一部分、セルラー・テクノロジーベースのネットワーク、衛星通信テクノロジーベースのネットワーク、別のリンク１５０、または複数のそのようなリンク１５０の組合せを含むことができる。リンク１５０は、ネットワーク全体を通じて必ずしも同じである必要はない。１つまたは複数の第１のリンク１５０は、１つまたは複数の点において、１つまたは複数の第２のリンク１５０と異なることが可能である。

【0007】

特定の実施形態においては、１つまたは複数のリンク１５０は、クライアント・システム１３０をＵＡＶ３００に接続することができ、１つまたは複数の他のリンク１５０は、コントローラ２７０をＵＡＶ３００に接続することができる。さらに、１つまたは複数のリンク１５０（図１に図示せず）は、ＵＡＶ３０をネットワークに接続することができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、無線リンク１５０を介して地上アンテナに接続することができ、アンテナはさらに１つまたは複数の他のリンク１５０を通じてインターネットに接続することができる。特定の実施形態においては、ユーザ１０１は、ＵＡＶ３００が提供する１つまたは複数のリンク１５０を通じてクライアント・システム１３０でインターネットにアクセスすることができる。限定ではなく、例として、クライアント・システム１３０は、無線リンク１５０（たとえば、セルラーまたはラジオ・リンク）を介してＵＡＶ３００に接続し、さらに、ＵＡＶ３００を通じて、クライアント・システム１３０は、１つまたは複数の他のリンク１５０（たとえば、さらにインターネットに接続される地上アンテナへのリンクを介して）インターネットに接続することができる。特定の実施形態においては、ユーザ１０１は、少なくとも部分的にＵＡＶ３００によって提供されるリンク１５０により対話もしくは通信をする個人（人間のユーザ）、エンティティ（たとえば、企業、事業体、もしくはサードパーティ・アプリケーション）、または、（たとえば、個人もしくはエンティティの）グループであることが可能である。特定の実施形態においては、クライアント・システム１３０は、たとえば、パーソナル・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット・コンピュータ、または拡張／仮想現実デバイスなどの任意の適切なコンピューティング・デバイスであることが可能である。本開示は、特定のリンクを介して特定のネットワークにアクセスする特定のクライアント・システムを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切なリンクを介して任意の適切なネットワークにアクセスする任意の適切なクライアント・システムを想定している。

【0008】

特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、レーザ２１０を含むことができる。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、ＵＡＶ３００に電力を遠隔供給するシステムの部分であることが可能である。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、たとえば、ネオジムドープ・イットリウム・アルミニウム・ガーネット・レーザ（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ）、ネオジムドープ・ガラス・レーザ（Ｎｄ：ガラス・レーザ）、イッテルビウムドープ・ガラス・レーザ（Ｙｂ：ガラス・レーザ）、またはイッテルビウムドープ・セラミック・レーザなどの、固体レーザを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、約１．０６４μｍの光波長で動作する連続波（ＣＷ）Ｎｄ：ＹＡＧレーザを含むことができる。限定ではなく、別の例として、レーザ２１０は、約５３２ｎｍの波長で動作する周波数２逓倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザを含むことができる。限定ではなく、別の例として、レーザ２１０は、約１．０３μｍの波長で動作するＹｂ：ガラスファイバ・レーザを含むことができる。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、半導体レーザを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、約０．７μｍから約０．９μｍまでの範囲内の波長で動作する複数のアルミニウム・ガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）レーザ・ダイオードのアレイを含むことができる。限定ではなく、別の例として、レーザ２１０は、約１．０から１．６μｍまでの範囲内の波長で動作するインジウム・ガリウム砒素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）を含むことができる。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、約０．５μｍから約２．０μｍまでの範囲内の波長を有することができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、約０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１．０μｍ、１．１μｍの出力波長、または任意の適切な出力波長を有することができる。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、複数の波長で動作するように構成される複数のレーザを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、約０．８５μｍで動作するように構成されるＣＷ ＡｌＧａＡｓレーザ・ダイオードと、約１．０５μｍで動作するように構成されるＣＷ ＩｎＧａＡｓＰレーザ・ダイオードとを含むことができる。２つのレーザからのビームは、合わせて１つのレーザ・ビーム２３０に結合することができる。本開示は、特定の波長を有する特定のレーザを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な波長を有する任意の適切なレーザを想定している。

【0009】

特定の実施形態においては、レーザ２１０は、約５００ワットから約１０，０００ワットまでの範囲内の平均出力光パワーを有することができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、レーザ・ビーム２３０を発生させるように構成することができ、レーザ・ビーム２３０は、５００ワット、２，０００ワット、４，０００ワットまたは任意の適切な光パワーの平均光パワーを有する自由空間レーザ・ビームである。特定の実施形態においては、レーザ２１０は、平均出力パワーが１，０００〜２，０００ワットのＣＷレーザを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、約１，５００ワットの出力パワーのＹｂ：ガラスファイバ・レーザを含むことができる。限定ではなく、別の例として、レーザ２１０は、中パワーの可視レーザ（たとえば、約０．５０〜０．６５μｍで動作する１ワットのレーザ）と同時伝播するように結合される、高パワーの不可視レーザ（たとえば、約１．０μｍで動作する１，０００ワットのレーザ）を含むことができる。高パワーの不可視レーザを使用して、遠隔設置された太陽電池にパワーを提供することができ、中パワーの可視レーザは照準目的に使用することができる（たとえば、カメラは、可視レーザおよび太陽電池３１０Ａを撮像して、不可視レーザ・ビームを太陽電池に照準するためにフィードバックを提供することができる）。本開示は、特定の出力パワーを有する特定のレーザを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な出力パワーを有する任意の適切なレーザを想定している。

【0010】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、１つまたは複数の太陽電池を含むことができる。図１の例では、ＵＡＶ３００は、３つの下側太陽電池（太陽電池３１０Ａ、３１０Ｂおよび３１０Ｃ）を含む。太陽電池３１０Ａ、３１０Ｂおよび３１０Ｃは、ＵＡＶ３００の下向き面に装着されて、ＵＡＶ３００の飛行中、太陽電池３１０Ａ、３１０Ｂおよび３１０Ｃは、地面に向かって、下向きに配向される。太陽電池３１０Ａ、３１０Ｂおよび３１０Ｃは、下向き太陽電池と呼ばれることがある。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、ＵＡＶ３００の上向き面に装着され、上向き太陽電池と呼ばれる１つまたは複数の上側太陽電池（図１では図示せず）を含むことができる。ＵＡＶ３００の飛行中、上向き太陽電池は、地面とは反対に上向きに配向することができる。本開示は、特定の配向で特定の数の太陽電池を有する特定の無人航空機を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な配向の任意の適切な数の太陽電池を有する任意の適切な無人航空機を想定している。

【0011】

特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、レーザ照準モジュール２２０を含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ照準モジュール２２０は、遠隔設置されて連続移動する太陽電池に少なくとも部分的に入射するようにレーザ・ビーム２３０を照準するように構成することができる。特定の実施形態においては、遠隔設置された太陽電池３１０Ａは、レーザ・システム２００から特定の距離に、または特定の距離の範囲内に設置された太陽電池をいうことがある。限定ではなく、例として、太陽電池３１０Ａは、地上レーザ・システム２００に対して遠隔設置することができ、太陽電池３１０Ａとレーザ・システム２００との間の距離は、約１．６１ｋｍ、３．２２ｋｍ、８．０５ｋｍ、１６．１ｋｍ、２４．１４ｋｍ（約１マイル、２マイル、５マイル、１０マイル、１５マイル）以上、または任意の適切な距離もしくは距離の範囲であることが可能である。限定ではなく、別の例として、遠隔設置された太陽電池３１０Ａは、地上レーザ・システム２００の上の円形飛行経路に沿って飛行しているＵＡＶ３００の一部であることが可能であり、太陽電池３１０Ａとレーザ・システム２００との間の距離は、約１９．３１から２０．９２ｋｍ（約１２から１３マイル）の間で変わることができる。特定の実施形態においては、連続移動する太陽電池は、固定の地上基準位置に対して連続移動している太陽電池をいうことがある。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００の飛行中、ＵＡＶ３００と太陽電池３１０Ａ、３１０Ｂおよび３１０Ｃは、地上レーザ・システム２００に対して連続移動していることが可能である。

【0012】

図１の例において、レーザ照準モジュール２２０は、太陽電池３１０Ａに少なくとも部分的に入射するようにレーザ・ビーム２３０を方向付けている。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０が表面（たとえば、ＵＡＶ３００の表面）に入射するとき、レーザ・スポット２４０を生成することができる。特定の実施形態においては、太陽電池３１０Ａに少なくとも部分的に入射するレーザ・ビーム２３０は、太陽電池３１０Ａに入射するレーザ・ビーム２３０またはレーザ・スポット２４０の光パワーのうちの特定のパーセンテージ（たとえば、１０％、３０％、５０％、８０％、９０％、９９％、１００％、または任意の適切なパーセンテージ）をいうことがある。限定ではなく、例として、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ・スポット２４０の光パワーの８０％以上が太陽電池３１０Ａの表面に入射するように、レーザ・ビーム２３０を照準することができる。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０の全部が、太陽電池３１０Ａに入射することができる（たとえば、レーザ・スポット２４０の１００％を太陽電池３１０Ａのエリア内に入れることができる）。特定の実施形態においては、太陽電池３１０Ａは、連続移動していることが可能なＵＡＶ３００の一部であることが可能であり、レーザ照準モジュール２２０は、太陽電池３１０Ａの動きに少なくとも部分的に基づいて、レーザ・ビーム２３０の照準を調整することができる。レーザ・ビーム２３０の照準は、レーザ・システム２００に対する太陽電池３１０Ａの動きに追従し、レーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０Ａに少なくとも部分的に入射させ続けるように調整することができる。

【0013】

特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ２１０が発生させるレーザ・ビーム２３０を受光し、レーザ・ビーム２３０の光特性を修正し、レーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０Ａに方向付けるように構成することができる。レーザ２１０から受光されるレーザ・ビーム２３０は、自由空間ビームまたは光ファイバ・ケーブル内に収容もしくは案内されるビームであることが可能である。特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、望遠鏡またはリフレクタを含むことができ、レーザ・ビーム２３０の照準の調整は、望遠鏡またはリフレクタの少なくとも一部を移動または回転させることを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ照準モジュール２２０は、定置望遠鏡および回転可能なリフレクタとを含むことができる。特定の実施形態においては、望遠鏡は、ビーム・エキスパンダまたはビーム修正装置ともいうことがある。本明細書で使用するとき、望遠鏡とは、レーザ・ビームの１つまたは複数の光特性（たとえば、ビーム・サイズ、ビーム形状、ビームの広がり、またはビーム指向）を修正するように構成される光学要素（たとえば、レンズ、鏡またはプリズム）の配列をいうことがある。望遠鏡は、レーザ２１０から出力レーザ・ビーム２３０を受光することができ、望遠鏡は、レーザ・ビーム２３０の光特性を修正して、特定のサイズ、形状または広がりを有するレーザ・ビーム２３０を生成することができる。望遠鏡は、さらに、レーザ・ビーム２３０を、レーザ・ビーム２３０を反射するリフレクタ（たとえば、平面または凹面リフレクタ）に送り、レーザ・スポット２４０が少なくとも部分的に太陽電池３１０Ａに入射するようにすることができる。リフレクタは、その配向を変更できるように動力化することができる。レーザ・ビーム２３０の照準の調整は、レーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０Ａに向かってまたは太陽電池３１０Ａに方向付けるように、リフレクタを回転させる（たとえば、リフレクタの配向を変更する）ことを含むことができる。特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ２１０が発生させるレーザ・ビーム２３０を受光して、レーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０Ａに方向付けるように構成されるリフレクタを含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０が放出するレーザ・ビーム２３０は、レーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０Ａに送るのに適したビーム・サイズ、形状、または広がりを有することができ、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ・ビーム２３０を反射してそれを太陽電池３１０Ａに向かって、または太陽電池３１０Ａに方向付けるように構成される動力化リフレクタを含むことができる。本開示は、特定の光学要素を含む特定のレーザ照準モジュールを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な光学要素を含む任意の適切なレーザ照準モジュールを想定している。

【0014】

特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、太陽電池３１０Ａのサイズまたは形状に実質的に一致するようにレーザ・ビーム２３０のサイズまたは形状を調整するように構成することができる。限定ではなく、例として、太陽電池３１０Ａは、ほぼ方形の形状を有することができ、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ・スポット２４０が太陽電池３１０Ａの形状と実質的に一致する形状を有するようにレーザ・ビーム２３０を調整または修正することができる。特定の実施形態においては、太陽電池３１０Ａまたはレーザ・スポット２４０は、適切な形状（たとえば、方形、正方形、円形、楕円形もしくは三角形）、または適切な形状の任意の適切な組合せを有することができる。特定の実施形態においては、太陽電池３１０Ａの形状に実質的に一致する形状を有するレーザ・スポット２４０は、太陽電池３１０Ａの対応する寸法の特定のパーセンテージ内の寸法を有するレーザ・スポット２４０をいうことがある。限定ではなく、例として、レーザ・スポット２４０は、太陽電池３１０Ａに投射されるとき、太陽電池３１０Ａの対応する長さまたは幅の約５％、１０％または２０％内の長さまたは幅を有することができる。特定の実施形態においては、太陽電池３１０Ａに入射するレーザ・ビーム２３０は、太陽電池３１０Ａの長さまたは幅にほぼ等しい直径を有することができる。限定ではなく、例として、太陽電池３１０Ａは、約２メートル×２メートルの正方形形状を有することができ、レーザ・スポット２４０は、約２メートルの直径のほぼ円形の形状を有することができる。限定ではなく、別の例として、太陽電池３１０Ａは、約２メートル×１メートルの方形形状を有することができ、レーザ・スポット２４０は、長軸が約２メートルで短軸が約１メートルのほぼ楕円形の形状を有することができる。

【0015】

特定の実施形態においては、レーザ・スポット２４０の寸法は、太陽電池３１０Ａの対応する寸法より小さいことが可能である。太陽電池３１０Ａよりも小さいレーザ・スポット２４０にすることで、（たとえば、乱気流により）太陽電池３１０Ａに対するレーザ・スポット２４０の相対位置にばらつきがある場合でも、レーザ・スポット２４０が太陽電池３１０Ａに照準したままにすることが可能である。限定ではなく、例として、レーザ・スポット２４０は、約１メートルの直径を有することができ、太陽電池３１０Ａは、約２メートルの長さまたは幅を有することができる。限定ではなく、別の例として、レーザ・スポット２４０は、太陽電池３１０Ａの対応する寸法の約４０％、６０％、または８０％の寸法を有することができる。本開示は、特定の形状およびサイズを有する特定のレーザ・ビームおよび特定の太陽電池を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な形状およびサイズを有する任意の適切なレーザ・ビームおよび任意の適切な太陽電池を想定している。

【0016】

図２は、例示的な無人航空機３００のブロック図を示す。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、レーザ・ビーム２３０から光パワーを受光し、受光した光パワーから補助電力を生み出すように構成される１つまたは複数の下側太陽電池３１０を含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０が下側太陽電池３１０に入射すると、下側太陽電池３１０は、約１００から８００ワットの電力を生み出すことができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、日光３３０を受け、受けた日光から太陽光電力を生み出すように構成される１つまたは複数の上側太陽電池３２０を含むことができる。限定ではなく、例として、日光３３０が上側太陽電池３２０に入射すると、上側太陽電池３２０は、約５００から５，０００ワットの電力を生み出すことができる。限定ではなく、例として、日光３３０が上側太陽電池３２０に角度をもって当たり得る朝または夕方の時間帯は、上側太陽電池３２０は、約５００から１，０００ワットの電力を生み出すことができる。日光３３０が上側太陽電池３２０にほぼ直角の入射角で当たり得る正午頃は、上側太陽電池は、約４，０００から５，０００ワットの電力を生み出すことができる。本開示は、特定の量の電力を生み出すように構成される特定の太陽電池を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な量の電力を生み出すように構成される任意の適切な太陽電池を想定している。

【0017】

特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０は、ＵＡＶ３００の下向き面に装着することができ、上側太陽電池３２０は、ＵＡＶ３００の上向き面に装着することができる。限定ではなく、例として、太陽電池３１０は、ＵＡＶ３００の胴体、尾部または翼の下向き面に装着することができる。限定ではなく、別の例として、太陽電池３２０は、ＵＡＶ３００の胴体、尾部または翼の上向き面に装着することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、１つまたは複数の下側太陽電池３１０を含むことができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、翼または胴体の下側に装着されて、約２から４ｍ^２の面積を有する１つの下側太陽電池３１０を含むことができる。限定ではなく、別の例として、ＵＡＶ３００は、２つの下側太陽電池３１０を含むことができ、各太陽電池が翼の下側に装着されて、各電池が約２ｍ^２の面積を有する。特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０は、ＵＡＶ３００の任意の適切な部分に装着することができる。限定ではなく、例として、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０は、ＵＡＶ３００の胴体、翼、垂直安定板または水平安定板の任意の適切な部分に装着することができる。本開示は、無人航空機の特定の部分に装着される特定の数の太陽電池を記述し、示しているが、本開示は、無人航空機の任意の適切な部分に装着される任意の適切な数の太陽電池を想定している。

【0018】

特定の実施形態においては、太陽電池３１０または太陽電池３２０は、光起電力セル、ソーラー・モジュール、ソーラー・パネル、またはソーラー・アレイと呼ばれることがある。限定ではなく、例として、複数の太陽電池３１０を合わせて電気結合して、ソーラー・パネルまたは太陽電池アレイを形成することができるが、これも太陽電池３１０と呼ばれることがある。同様に、太陽電池３１０は、合わせて電気結合される個別の太陽電池のアレイから作ることができる。特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０は、ポリシリコン系光起電力セル、単結晶シリコン系光起電力セル、アモルファスシリコン系光起電力セル、薄膜光起電力セル、またはガリウム砒素系光起電力セルを含むことができる。特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０は、たとえば、複数の半導体系光起電力セルの積層（たとえば、ガリウム・インジウム・リン、ガリウム砒素およびゲルマニウム光起電力セルの積層）など、多接合光起電力セルを含むことができる。本開示は、特定の材料を含む特定の太陽電池を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な材料を含む任意の適切な太陽電池を想定している。

【0019】

特定の実施形態においては、太陽電池３１０は、太陽電池３１０に入射するレーザ・ビーム２３０から電力を生み出すことができる。限定ではなく、例として、太陽電池３１０は、入射するレーザ・ビーム２３０から、約１００から８００ワットの電力を生み出すことができる。別の例として、光出力パワーが約１，５００ワットのレーザ２１０は、太陽電池３１０によって約３００〜４００ワットの電力を発生させることができる。特定の実施形態においては、入射するレーザ・ビーム２３０から太陽電池３１０が生み出すおおよその電力Ｐ_Ｅは、Ｐ_Ｅ＝（１−Ｌ）・Ｃ・Ｅ・Ｐ_Ｏで表すことができ、ここでＰ_Ｏはレーザ・ビーム２３０の光パワー（レーザ２１０またはレーザ照準モジュール２２０の出力で測定）であり、Ｌは損失係数であり、Ｃは結合係数であり、Ｅは太陽電池３１０の光電変換効率である。損失係数Ｌは、レーザ・システム２００から太陽電池３１０に伝播する間に散乱または吸収により失われる光のパーセンテージを表す。たとえば、レーザ・ビーム２３０の光の８０％がレーザ・システム２００から太陽電池３１０に伝播する場合、損失係数は２０％である。結合係数は、太陽電池３１０に入射するレーザ・スポット２４０のパーセンテージを表す。たとえば、レーザ・ビーム２３０の約９０％が太陽電池３１０に入射する場合、Ｃは９０％である（たとえば、レーザ・ビーム２３０の光の１０％は、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０のミスアラインメントによって失われる）。特定の実施形態においては、太陽電池３１０の効率は、約１０％から４０％の範囲であることが可能である。限定ではなく、例として、出力パワーが１，５００ワット、損失係数Ｌが２０％、結合係数Ｃが９０％、太陽電池の効率Ｅが３０％のレーザ・ビーム２３０の場合、太陽電池３１０が生み出す電力は約

【0020】

【数1】

であることが可能である。本開示は、特定のレーザ・ビームから特定の量の電力を生み出すように構成される特定の太陽電池を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切なレーザ・ビームから任意の適切な量の電力を生み出すように構成される任意の適切な太陽電池を想定している。

【0021】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、ＵＡＶ３００を上空に維持するように構成される推進システム３７０を含むことができる。限定ではなく、例として、推進システム３７０は、プロペラを駆動するように構成される電気モータを含むことができる。限定ではなく、別の例として、推進システム３７０は、特定の高度（海抜１９．８１ｋｍ（６５，０００フィート）の１０％内）で、ある飛行パターンにＵＡＶ３００を維持するように構成することができる。本開示は、特定の推進システムを有する特定の無人航空機を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な推進システムを有する任意の適切な無人航空機を想定している。

【0022】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、通信モジュール３６０を含むことができる。限定ではなく、例として、通信モジュール３６０は、レーザ・システム２００のコントローラ２７０と無線で通信するように構成することができる。通信モジュール３６０は、たとえば、バッテリ状態情報、ナビゲーションもしくは位置情報、または太陽電池の情報（たとえば、太陽電池３１０もしくは３２０が生み出している電圧、電流もしくは電力の量）などの情報をコントローラ２７０に送信することができる。限定ではなく、別の例として、通信モジュール３６０は、クライアント・システム１３０にインターネットへの無線接続を提供することができる。特定の実施形態においては、通信モジュール３６０は、ナビゲーション機能を行うことができる。限定ではなく、例として、通信モジュール３６０は、（たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号を使用して）ＵＡＶ３００の位置を判断すること、またはＵＡＶ３００の速度、方向、高度もしくは飛行経路を制御もしくは調整することができる。本開示は、特定の機能を行うように構成される特定の通信モジュールを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な機能を行うように構成される任意の適切な通信モジュールを想定している。

【0023】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、充電式バッテリ３５０を含むことができる。限定ではなく、例として、充電式バッテリ３５０は、通信モジュール３６０または推進システム３７０に動作電力を提供するように構成することができる。さらに、充電式バッテリ３５０は、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０からバッテリ３５０の充電用の電力を受けるように構成することができる。限定ではなく、例として、日光３３０が上側太陽電池３２０に入射する日中の時間帯には、上側太陽電池３２０が生み出す電力の一部をバッテリ３５０の充電のためにバッテリ３５０に送ることができる。本明細書で使用するとき、充電式バッテリ３５０は、たとえば、ニッケル金属水素化物系充電式バッテリ、スーパー・キャパシタ（たとえば、大容量電気化学キャパシタ）、フロー・バッテリ（たとえば、１つまたは複数の溶解した電気活性素子を含有する電解を有する充電式燃料電池）、またはウルトラバッテリ（たとえば、鉛蓄電池とスーパー・キャパシタのハイブリッド）など、任意の適切な充電式エネルギー貯蔵装置をいうことがある。特定の実施形態においては、充電式バッテリ３５０は、たとえば、ニッケル金属水素化物、ニッケル水素、リチウムイオン、またはリチウムイオンポリマーなど、１つまたは複数のタイプの電極材料または電解液に基づくことができる。本開示は、特定の電極材料および特定の電解液を有する特定の充電式バッテリを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な電極材料および任意の適切な電解液を有する任意の適切な充電式バッテリを想定している。

【0024】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、ＵＡＶ３００の様々な電子機器間の電流または電力の流れを方向付けるパワー・コントローラ３４０を含むことができる。限定ではなく、例として、パワー・コントローラ３４０は、バッテリ３５０を通信モジュール３６０および推進システム３７０に連結して、バッテリ３５０が通信モジュール３６０と推進システム３７０とに動作電力を提供するようにすることが可能である。限定ではなく、別の例として、パワー・コントローラ３４０は、下側太陽電池３１０または上側太陽電池３２０をバッテリ３５０、通信モジュール３６０、または推進システム３７０に連結して、太陽電池３１０もしくは３２０によって生み出される電力がバッテリ３５０を充電するように、または該電力が通信モジュール３６０もしくは推進システム３７０に動作電力を提供するようにすることが可能である。特定の実施形態においては、パワー・コントローラ３４０は、電力を太陽電池３１０または３２０からバッテリ３５０、通信モジュール３６０、または推進システム３７０に方向付けるために、１つまたは複数のスイッチまたは電流スプリッタを含むことができる。限定ではなく、例として、パワー・コントローラ３４０は、上側太陽電池３２０が生み出す電流の一部を通信モジュール３６０および推進システム３７０に方向付け、上側太陽電池３２０が生み出す電流の残りを、充電式バッテリ３５０に方向付けるように構成することができる。限定ではなく、別の例として、パワー・コントローラ３４０は、下側太陽電池３１０が生み出す電流を、充電式バッテリ３５０からの電流と結合することができる。下側太陽電池３１０と充電式バッテリ３５０とからの結合された電流は、通信モジュール３６０および推進システム３７０に電力を提供するために使用することができる。特定の実施形態においては、パワー・コントローラ３４０は、太陽電池３１０または３２０によって生み出される直流（ＤＣ）電圧を、バッテリ３５０、通信モジュール３６０、または推進システム３７０に提供される異なるＤＣ電圧に変換する電圧変換器を含むことができる。本開示は、特定の電子機器から電力を受け取って特定の電子機器に電力を提供するように構成される特定のパワー・コントローラを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な電子機器から電力を受け取って、任意の適切な電子機器に電力を提供するように構成される任意の適切なパワー・コントローラを想定している。

【0025】

特定の実施形態においては、パワー・コントローラ３４０は、太陽光電力をＵＡＶ３００に提供するように構成することができ、ここで太陽光電力とは、太陽電池３２０が日光３３０から生み出す電力をいう。限定ではなく、例として、日光３３０が上側太陽電池３２０に入射する日中の時間帯には、パワー・コントローラ３４０は、上側太陽電池３２０によって生み出される太陽光電力の一部を、バッテリ３５０の充電のためにバッテリ３５０に送ることができる。限定ではなく、別の例として、日中の時間帯には、パワー・コントローラ３４０は、上側太陽電池３２０によって生み出される電力の一部を通信モジュール３６０に送って、通信モジュール３６０に電力を提供することができる。同様に、日中の時間帯に、パワー・コントローラ３４０は、上側太陽電池３２０によって生み出される電力の一部を推進システム３７０に送って、推進システム３７０に電力を提供することができる。特定の実施形態においては、上側太陽電池３２０が生み出す電力を、バッテリ３５０の充電のため、ならびに通信モジュール３６０および推進システム３７０への電力の提供のために使用することができる。限定ではなく、例として、日中の時間帯には、上側太陽電池３２０は、１，０００から５，０００ワットの電力を生み出すことができる（たとえば、太陽がほぼ真上にある正午頃、上側太陽電池３２０は、最大量の電力を生み出すことができる）。ＵＡＶ３００の電力消費電子機器（たとえば、通信モジュール３６０および推進システム３７０）は、約２，５００ワットの電力を要するかもしれないが、上側太陽電池３２０が生み出す余剰電力をバッテリ３５０の充電に使用することができる。朝と夕方には、上側太陽電池３２０が、ＵＡＶ３００に電力供給するための約１，０００ワットを提供することができ、バッテリ３５０が、追加で１，５００ワットを供給することができる。正午頃、上側太陽電池３２０は、合計で約５，０００ワットを生み出すことができる。生み出された電力のうち約２，５００ワットをＵＡＶへの電力供給のために使用することができ、上側太陽電池３２０が生み出した余剰の２，５００ワットは、バッテリ３５０の充電に使用することができる。本開示は、特定の電力量を消費するかまたは生み出す特定の電子機器を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な電力量を消費するかまたは生み出す任意の適切な電子機器を想定している。

【0026】

特定の実施形態においては、パワー・コントローラ３４０は、ＵＡＶ３００に補助電力を方向付けるかまたは提供するように構成することができ、ここで補助電力とは、下側太陽電池３１０が生み出す電力をいう。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０が下側太陽電池３１０に入射するとき、パワー・コントローラ３４０は、下側太陽電池３１０が生み出す補助電力の一部をバッテリ３５０（たとえば、バッテリ３５０を充電するため）、通信モジュール３６０（たとえば、通信モジュール３６０に電力を提供するため）、または推進システム３７０（たとえば、推進システム３７０に電力を提供するため）に送ることができる。特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０が生み出す電力と、バッテリ３５０からの電力とを結合することができ、結合した電力を通信モジュール３６０および推進システム３７０に電力を提供するために使用することができる。限定ではなく、例として、夜間の時間帯（たとえば、上側太陽電池３２０がほぼ電力を生み出さないとき）に、ＵＡＶ３００の電子機器用の電力は、バッテリ３５０によって供給されることが可能である。夜間を通して電力を提供する容量がバッテリ３５０にない場合、下側太陽電池３１０によって補助電力を供給することができる。限定ではなく、例として、バッテリ３５０が２，０００ワットの電力を提供することができ、下側太陽電池３１０が５００ワットの補助電力を提供することができる。

【0027】

特定の実施形態においては、下側太陽電池３１０が提供する補助電力の量またはタイミングは、季節によって変えることができる。限定ではなく、例として、日中の時間が比較的長く（たとえば、１４〜１６時間）、夜間の時間が短い（たとえば、８〜１０時間）夏季には、バッテリ３５０は、夜間を通してＵＡＶ３００用の電力を供給するのに十分なエネルギーを、日中の時間帯に上側太陽電池３２０から受け取り、蓄えられる。日中の時間が比較的短く、夜間の時間が比較的長い冬季には、バッテリ３５０は、夜間を通してもつ電力をＵＡＶ３００に供給するだけの十分な蓄積エネルギーをもたないことがある。バッテリ３５０が夜間を通して電力を提供することができない場合、下側太陽電池３１０に方向付けられるレーザ・ビーム２３０によって補助電力を提供することができる。本開示は、充電式バッテリによって供給される特定の量の電力と、下側太陽電池が供給する特定の量の電力とを記述し、示しているが、本開示は、充電式バッテリによって供給される任意の適切な量の電力と、下側太陽電池によって供給される任意の適切な量の電力とを想定している。

【0028】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、地上の空港または滑走路から離陸し、巡航高度まで上昇するように構成することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、別の航空機によって飛行状態に放たれるように構成することができる（たとえば、航空機が特定の高度までＵＡＶ３００を牽引してから、ＵＡＶ３００をリリースして、自力で飛行させる）。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、海抜約０．９１ｋｍから約３０．４８ｋｍ（約３，０００フィートから約１００，０００フィート）までの範囲内の巡航高度で飛行するように構成することができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、海抜約１２．２から２４．３９ｋｍ（約４０，０００から８０，０００フィート）までの範囲内の高度で飛行するように構成することができる。限定ではなく、別の例として、ＵＡＶ３００は、海抜約１８．２９から２１．３３ｋｍ（約６０，０００から７０，０００フィート）までの範囲内の高度で飛行するように構成することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、特定の高度の任意の適切なパーセンテージ内で飛行するように構成することができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、海抜１９．８１ｋｍ（６５，０００フィート）の任意の適切なパーセンテージ内（たとえば、海抜１９．８１ｋｍ（６５，０００フィート）の１％、２％、５％、１０％内）の高度で飛行するように構成することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、特定のサイズ、場所または形状（たとえば、円形、８の字形、または楕円形）を有する特定の飛行経路に沿って飛行するように構成することができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、直径が約０．８０ｋｍ、１．６１ｋｍ、３．２２ｋｍ、８．０５ｋｍ（約０．５マイル、１マイル、２マイル、５マイル）、または任意の適切な直径の、実質的に円形の飛行経路に沿って飛行するように構成することができる。限定ではなく、別の例として、ＵＡＶ３００は、レーザ・システム２００の場所の実質的に上空に定められる飛行経路に沿って飛行するように構成することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、ＵＡＶの機内に蓄積される飛行経路情報に基づいて、または地上誘導ステーション（レーザ・ステーション２００内またはその付近に位置することができる）から受信する飛行経路情報に基づいて自律飛行することができる。特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、地上誘導ステーションから送られる飛行経路を定期的に更新または調整しながら自律飛行することができる。限定ではなく、例として、コントローラ２７０は、リンク１５０を介して、ＵＡＶ３００の飛行経路情報または飛行経路の更新もしくは調整をＵＡＶ３００に送ることができる。本開示は、特定の高度で特定の飛行経路に沿って飛行するように構成される特定の無人航空機を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な高度で任意の適切な飛行経路に沿って飛行するように構成される任意の適切な無人航空機を想定している。

【0029】

特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、レーザ・ビーム２３０の照準を調整するレーザ照準モジュール２２０を制御できるコントローラ２７０を含むことができる。限定ではなく、例として、コントローラ２７０は、太陽電池３１０に少なくとも部分的に入射するようにレーザ・ビーム２３０を照準するための指示をレーザ照準モジュール２２０に送信することができる。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０は、太陽電池３１０に照準することができ、レーザ・ビーム２３０の照準は、少なくとも部分的に、ＵＡＶ３００の運動（たとえば、特定の飛行経路に沿って飛行しているＵＡＶ３００）に基づいて調整することができる。限定ではなく、例として、コントローラ２７０は、通信モジュール３６０から送られる、（たとえば、通信モジュール３６０が受信するＧＰＳ信号に基づく）ＵＡＶ３００に関する位置情報を受信し、その位置情報に基づいて、コントローラ２７０は、照準指示をレーザ照準モジュール２２０に送ることができる。特定の実施形態においては、コントローラ２７０は、ＵＡＶ３００の高度または飛行経路に少なくとも部分的に基づいて、レーザ・ビーム２３０の照準を調整するように構成することができる。限定ではなく、例として、コントローラ２７０は、ＵＡＶ３００の高度または飛行経路に関する情報を有し（たとえば、情報はコントローラ２７０のメモリに記憶されるか、または通信モジュール３６０から受信することができる）、高度または飛行経路情報に基づいて、コントローラ２７０は、太陽電池３１０に少なくとも部分的に入射するようにレーザ・ビーム２３０の照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。特定の実施形態においては、コントローラ２７０は、飛行経路情報に基づいて、およびフィードバック信号に基づいて、レーザ・ビーム２３０の照準を調整するように構成することができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００の飛行経路情報を使用して、レーザ照準モジュール２２０の粗照準情報を判断することができ、フィードバック信号を使用して、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に少なくとも部分的に入射させ続けることを確保するために、粗照準情報に微調整を提供することができる。レーザ・ビーム２３０の照準の微調整を使用して、少なくとも部分的に、レーザ・ビーム２３０がレーザ照準モジュール２２０から太陽電池３１０に伝播するときにレーザ・ビーム２３０のビーム経路に沿って遭遇する乱気流によって生じるビーム偏向を補償することができる。

【0030】

特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、最初にレーザ・ビーム２３０を太陽電池３１０に照準するために、レーザ・ビーム２３０の円錐走査（conical scan）を行うように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０が最初に起動されるとき（たとえば、レーザ２１０は日中に電源を切り、夜間の時間帯に電源を入れてＵＡＶ３００に補助電力を提供する）、またはレーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に対してミスアラインになった場合、レーザ・ビーム２３０の走査を行って、太陽電池３１０にレーザ・ビーム２３０を照準することができる。特定の実施形態においては、円錐走査は、レーザ照準モジュール２２０によってレーザ・ビーム２３０に施す円形またはらせん形の角運動をいうことがある。限定ではなく、例として、レーザ照準モジュール２２０は、最初にレーザ・ビーム２３０を初期照準位置に方向付けることができ（たとえば、コントローラ２７０が通信モジュール３６０から受信した位置情報に基づく）、次いで、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に入射するまで、レーザ照準モジュール２２０がレーザ・ビーム２３０に円形走査運動を施すことができる。円形走査運動は、直径を徐々に増すことができ（たとえば、レーザ・ビーム２３０は、らせん形タイプのパターンで走査することができる）、または、円形走査運動は、初期照準位置の周りを徐々に並進することができる。円錐走査中、コントローラ２７０は、通信モジュール３６０から、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に入射したことを示す情報を受信することができ（たとえば、パワー・コントローラ３４０が太陽電池３１０から電流のパルスを感知することができる）、コントローラ２７０は、この情報に基づいて特定の方向にレーザ・ビーム２３０を照準するようレーザ照準モジュール２２０に指示して、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に少なくとも部分的に入射するようにすることができる。特定の実施形態においては、円錐走査中、レーザ・ビーム２３０は、縮小した量の光パワーにすることができ、レーザ・ビーム２３０の照準が太陽電池３１０に合えば、レーザ・ビーム２３０のパワーを増加させることができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０は、円錐走査を行っている間、レーザ・システム２００で減衰させることができる（たとえば、レーザ・ビーム２３０は、１ワット、１０ワット、または１００ワットの光パワーを有することができる）。本開示は、特定のレーザ・ビーム走査を行うように構成される特定のレーザ照準モジュールを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切なレーザ走査を行うように構成される任意の適切なレーザ照準モジュールを想定している。

【0031】

特定の実施形態においては、コントローラ２７０は、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号を受信して、フィードバック信号に基づいてレーザ・ビーム２３０の照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０に指示するように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０の照準の調整により、レーザ・ビーム２３０を、ＵＡＶ３００がその飛行経路に沿って飛行しているときにその運動に追従させるとともに、ランダムなビーム偏向（たとえば、乱気流により生じるビーム偏向）を補正させることができる。特定の実施形態においては、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号は、ＵＡＶ３００からレーザ・システム２００に送られる無線信号を含むことができる。特定の実施形態においては、フィードバック信号は、レーザ・ビーム２３０から太陽電池３１０が生み出す電圧、電流または電力の量を示すことができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に最適に調整されている（aligned）場合、太陽電池３１０は、約１５アンペアの電流を生み出すことができ、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０とのアライメントからずれて徐々に移動する場合、太陽電池３１０が生み出す電流も徐々に減少する。コントローラ２７０は、どのくらいの電流が太陽電池３１０によって生み出されているかを示す定期的な更新を通信モジュール３６０から受信でき、その情報に基づいて、コントローラ２７０は、太陽電池３１０が生み出す電流量が最大化されることを確保するようにレーザ・ビーム２３０の照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０の照準は、太陽電池３１０が生み出す電流量が最大電流の特定のパーセンテージ内（たとえば、最大電流の５％、１０％、２０％、または任意の適切なパーセンテージ内）になるように調整することができる。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０の照準は、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック情報に基づいて、２つの角度方向（angular direction）（たとえば、方位角と傾斜角または極角）に沿って調整することができる。本開示は、レーザ・ビーム照準に関連する特定の情報を示す特定のフィードバック信号を記述し、示しているが、本開示は、レーザ・ビーム照準に関連する任意の適切な情報を示す任意の適切なフィードバック信号を想定している。

【0032】

特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ・ビーム２３０の照準をディザリングする（dithering）ように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０の照準のディザリングは、レーザ照準モジュール２２０が鏡の配向を機械的に調節して、レーザ・ビーム２３０の照準に対応する動きまたは調節を生じさせることをいうことがある。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０の照準のディザリングには、特定の変調（たとえば、矩形波、正弦波、三角波、または鋸歯状波変調）をレーザ・ビーム２３０の配向に加えることを含むことができ、変調は、特定の周波数と振幅とを有する。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０は、レーザ・ビーム２３０の照準に正弦波変調を加えることによってディザリングすることができ、照準の変調は、約１００Ｈｚの周波数と約１〜５マイクロラジアンの振幅とを有する。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０の照準は、２つの角度方向（たとえば、方位角と傾斜角または極角とに沿って）ディザリングすることができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０を、まず、方位角に沿ってディザリングしてから、次に傾斜角に沿ってディザリングすることができる。限定ではなく、別の例として、レーザ・ビーム２３０は、２つの角度方向に沿って同時にディザリングすることができる（たとえば、方位角で７０Ｈｚでディザリングし、傾斜角に沿って１１０Ｈｚでディザリングする）。２つの異なる周波数でディザリングすることにより、２つの角度方向のそれぞれについてのレーザ・ビーム２３０の照準に関する情報を、１つの信号から抽出することができる。

【0033】

特定の実施形態においては、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号は、レーザ・ビーム２３０の照準のディザリングに応答して太陽電池３１０が示す電圧、電流または電力の変調量に対応する情報を含むことができる。特定の実施形態においては、パワー・コントローラ３４０は、太陽電池３１０が生み出す電流の変調または変動の振幅または位相を判断することができる。レーザ・ビーム２３０の照準のディザリングから生じる太陽電池の電流変動の振幅または位相に基づいて、ＵＡＶ３００またはコントローラ２７０は、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に対してミスアラインしている量および方向を判断することができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０の照準がＵＡＶ３００のほぼ長手軸に沿ってディザリングされている場合、コントローラ２７０は、レーザ・ビームのディザリングの位相に対する太陽電池の電流変動の位相に基づいて、ＵＡＶ３００の機首または尾部に向かってレーザ・ビーム２３０の照準を移動するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。同様に、レーザ・ビーム２３０の照準がＵＡＶ３００のほぼ横軸に沿ってディザリングされている場合、レーザ・ビームのディザリングの位相に対する太陽電池の電流変動の位相に基づいて、レーザ・ビーム２３０の照準を横軸に沿って調整することができる。本開示は、特定のフィードバック信号を生成する特定のディザリング手法を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切なフィードバック信号を生成する任意の適切なディザリング手法を想定している。

【0034】

特定の実施形態においては、太陽電池３１０は、ＵＡＶ３００上の複数の下側太陽電池３１０のうちの１つであることが可能であり、下側太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号は、下側太陽電池のそれぞれが生み出す電圧、電流または電力の相対的な量に対応する情報を含むことができる。限定ではなく、例として、ＵＡＶ３００は、四分円構成に配列される４つの下側太陽電池３１０を有することができる。通信モジュール３６０は、４つの下側太陽電池３１０のそれぞれが生み出している電流量（または、相対的な電流量）に対応する情報をコントローラ２７０に送信することができる。４つの太陽電池３１０のそれぞれがほぼ同じ量の電流を生み出す場合、レーザ・ビーム２３０は、太陽電池３１０のほぼ中心に正確に照準することができる。４つの太陽電池３１０のうちの１つまたは複数が異なる量の電流を生み出す場合、それに応じてレーザ・ビーム２３０の照準を調整することができる。限定ではなく、例として、１つの太陽電池３１０が１０アンペアの電流を生み出していて、他の３つの太陽電池３１０がそれぞれ約２アンペアの電流を生み出している場合、各太陽電池３１０が約４アンペアの電流を生み出すように、レーザ・ビーム２３０の照準を調整することができる。特定の実施形態においては、コントローラ２７０は、複数の下側太陽電池３１０により生み出される相対的な電流量に関する定期的な更新を受け取ることができ、コントローラ２７０は、レーザ・ビーム２３０が下側太陽電池３１０に対してほぼ中心になることを確実にするために照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。本開示は、特定の数の太陽電池の特定の配列に基づく特定のフィードバック信号を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な太陽電池の任意の適切な配列に基づく任意の適切なフィードバック信号を想定している。

【0035】

特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、カメラ２５０を含むことができる。限定ではなく、例として、レーザ・システム２００は、デジタル画像または映像を撮像するように構成されるデジタル・カメラ２５０を含むことができ、デジタル・カメラ２５０は、カメラ・レンズ２６０を含むことができる。特定の実施形態においては、カメラ・レンズ２６０（望遠鏡２６０ということもある）は、ＵＡＶ３００から光（ＵＡＶ３００が散乱させたレーザ・ビーム２３０からの光を含む）を撮像して、撮像した光をカメラ２５０の画像センサに集束させるように構成することができる。限定ではなく、例として、カメラ２５０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）技術に基づく、または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）技術に基づく画像センサを有することができる。特定の実施形態においては、カメラ・レンズ２６０は、レーザ照準モジュール２２０と組合せることができ、またはカメラ・レンズ２６０は、個別の光学機器であることが可能である。特定の実施形態においては、カメラ２５０は、可視光、近赤外線光、または可視光と近赤外線光との組合せを撮像するように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ・ビーム２３０は、約１μｍの波長を有し、カメラ２５０は、１ミクロンの波長の光を含む近赤外線光を撮像するように構成される画像センサを有することができる。特定の実施形態においては、カメラ２５０またはレンズ２６０は、ＵＡＶ３００が飛行経路に沿って飛行するときに、それに追従するように移動または回転するように構成することができる。特定の実施形態においては、カメラ２５０は、特定の時間間隔（たとえば、０．０１秒ごと、０．１秒ごと、１秒ごとまたは任意の適切な時間間隔）でＵＡＶ３００の画像を撮像するように構成することができる。本開示は、特定のカメラを含む特定のレーザ・システムを記述し、示しているが、本開示は、任意の適切なカメラを含む任意の適切なレーザ・システムを想定している。

【0036】

特定の実施形態においては、カメラ２５０は、太陽電池３１０と太陽電池３１０に入射するレーザ・ビーム２３０とを示す画像または映像を撮像することができる。限定ではなく、例として、カメラ２５０は、ＵＡＶ３００の画像を撮像するように構成することができ、撮像された画像は、ＵＡＶ３００に装着された１つまたは複数の下側太陽電池３１０と、レーザ・スポット２４０の少なくとも一部とを含む。特定の実施形態においては、カメラ２５０は、太陽電池３１０に入射するレーザ・ビーム２３０の少なくとも一部を示す画像または映像を撮像することができる。限定ではなく、例として、カメラ２５０は、環境光がほとんど存在しない夜間に動作することができ、カメラ２５０が撮像したＵＡＶ３００からの光のほとんどは、ＵＡＶ３００により散乱されたレーザ・ビーム２３０からの光であることが可能である。

【0037】

特定の実施形態においては、太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号は、カメラ２５０によって撮像された画像または映像を含むことができる。限定ではなく、例として、コントローラ２７０は、カメラ２５０によって撮像された画像を受信することができ、画像は、太陽電池３１０に入射するかまたはＵＡＶ３００の別の部分に入射するレーザ・ビーム２３０の少なくとも一部を示す。さらに、撮像される画像は、太陽電池３１０またはＵＡＶ３００の他の部分を示すことができる。受信した画像に基づいて、コントローラ２７０は、レーザ・ビーム２３０の照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０に指示を送ることができる。特定の実施形態においては、レーザ・ビーム２３０の照準の調整は、太陽電池３１０に入射するレーザ・スポット２４０の量を維持するかまたは増加させるように作用することができる。限定ではなく、例として、カメラ２５０から受信する画像は、レーザ・スポット２４０の６０％が照射する太陽電池３１０を示すことができ、レーザ・スポット２４０の残り４０％は、太陽電池３１０に照射しない（たとえば、レーザ・スポット２２０の４０％は、ＵＡＶ３００の別の部分に入射することができ、または、ＵＡＶ３００から外れて、上方への伝播を続ける）。受信した画像に基づいて、コントローラ２７０は、太陽電池３１０に入射するレーザ・スポット２４０のパーセンテージを増加させるようにレーザ・ビーム２３０の照準を調節するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。特定の実施形態においては、カメラ２５０から画像を受信して、受信した画像に基づいてレーザ・ビーム２３０の照準の調整するプロセスは、レーザ２１０がアクティブである限り継続することができる（たとえば、プロセスは、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０にパワーを供給する夜間に継続的に動作することができる）。

【0038】

特定の実施形態においては、ＵＡＶ３００は、レーザ・ビーム２３０からの光の一部をレーザ・システム２００に返して反射する１つまたは複数のリトロリフレクタを含むことができる。限定ではなく、例として、リトロリフレクタは、太陽電池３１０の中心付近に配置することができ、または太陽電池３１０が、太陽電池３１０の周囲に配置される複数のリトロリフレクタを有することができる。カメラ２５０は、リトロリフレクタが反射するレーザ・ビーム２３０からの光を用いて画像を撮像することができ、反射された光は、レーザ・ビーム２３０の照準を調整するためのフィードバック情報を提供することができる。限定ではなく、例として、太陽電池３１０は、その中心付近に配置される１つの中央リトロリフレクタと、その周囲に配置される３つ以上のリトロリフレクタとを有することができる。カメラ２５０は、リトロリフレクタの１つまたは複数からの光を撮像することができ、レーザ・ビーム２３０の照準は、中央リトロリフレクタが反射する光の量を最大化するように調整することができる。さらに、レーザ・ビーム２３０の照準は、周囲リトロリフレクタのそれぞれが反射する光が最小化されるように、またはほぼ等しくなるように調整することができる。本開示は、特定の撮像画像に基づく特定のフィードバック信号を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な撮像画像に基づく任意の適切なフィードバック信号を想定している。

【0039】

特定の実施形態においては、レーザ照準モジュール２２０は、太陽電池３１０を示す画像をカメラ２５０が撮像する間、レーザ・ビーム２３０の円錐走査を行うように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０が最初に起動されるかまたはレーザ・ビーム２３０がミスアラインしたとき、太陽電池３１０にレーザ・ビーム２３０を照準するために円錐走査を行うことができる。円錐走査中、コントローラ２７０は、カメラ２５０から画像を受信して、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に入射しているかどうかを判断する。レーザ・ビーム２３０の少なくとも一部が太陽電池３１０に入射していることを示す画像が撮像された場合、コントローラ２７０は、円錐走査を取消して、レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０に入射していることを示す撮像画像に少なくとも部分的に基づいて、レーザ・ビーム２３０を照準するようレーザ照準モジュール２２０に指示することができる。

【0040】

特定の実施形態においては、レーザ・システム２００は、複数のレーザ・ビーム２３０を生成し、レーザ・ビーム２３０のそれぞれをＵＡＶ３００に照準するように構成することができる。限定ではなく、例として、レーザ・システム２００は、３つのレーザ・ビーム２３０を生成することができ、各レーザ・ビーム２３０は、１つの太陽電池３１０に照準することができる。限定ではなく、別の例として、ＵＡＶ３００は、３つの個別の下側太陽電池３１０を有することができ、レーザ・システム２００は、３つのレーザ・ビーム２３０を生成し、各レーザ・ビーム２３０が太陽電池３１０の１つを照射するように構成される。特定の実施形態においては、各レーザ・ビーム２３０は、レーザ照準モジュール２２０を有することができ、各レーザ照準モジュールは、コントローラ２７０から照準指示を受信することができる。限定ではなく、例として、レーザ・システム２００は、各下側太陽電池３１０（または太陽電池３１０に関連するリトロリフレクタ）を示す画像を撮像するように構成されるカメラ２５０を含むことができ、撮像された画像に基づいて、コントローラ２７０は、各レーザ照準モジュール２２０に、その関連レーザ・ビーム２３０の照準を調整するように指示することができる。特定の実施形態においては、マルチビーム・レーザ・システム２００の各レーザ・ビーム２３０の照準は、各レーザ・ビーム２３０がＵＡＶ３００に伝播する間に同様な大気の影響（たとえば、乱気流）を受けるため、密接に関係しうる。特定の実施形態においては、マルチビーム・レーザ・システム２００は、レーザ・パワーをより大きな面積に拡散することにより、レーザ・ビーム２３０の強度を低下させることができる。特定の実施形態においては、マルチビーム・レーザ・システム２００は、ＵＡＶ３００へのパワー伝送の信頼性または効率を高めることが可能である。本開示は、レーザ・ビームおよび太陽電池の特定の構成を有する特定のマルチビーム・レーザ・システムを説明するが、本開示は、レーザ・ビームおよび太陽電池の任意の適切な構成を有する任意の適切なマルチビーム・レーザ・システムを想定している。

【0041】

図３は、遠隔設置された太陽電池３１０にレーザ・ビーム２３０を照準するための例示的な方法３８０を示す。特定の実施形態においては、図３の方法を使用して、無人航空機３００にパワーを遠隔供給することができる。方法は、レーザ・ビーム２３０を発生させることができる工程３９０から始めることができる。限定ではなく、例として、レーザ２１０は、レーザ・ビーム２３０を発生させることができる。工程３９２で、レーザ・ビーム２３０は、遠隔設置されて連続移動する太陽電池３１０に少なくとも部分的に入射するように照準することができる。限定ではなく、例として、レーザ照準モジュール２２０は、レーザ・ビーム２３０を照準することができる。工程３９４で、遠隔設置された太陽電池３１０に対するレーザ・ビーム２３０の位置を示すフィードバック信号が受信されることが可能である。限定ではなく、例として、フィードバック信号が、ＵＡＶ３００からレーザ・システム２００に送信される無線信号、またはカメラ２５０が撮像したＵＡＶ３００の一部の画像を含むことができる。工程３９６で、フィードバック信号に基づいて、レーザ・ビーム２３０の照準を調整することができる。限定ではなく、例として、レーザ・システム２００のコントローラ２７０は、レーザ・システム２３０の照準を調整するようレーザ照準モジュール２２０を指示することができる。特定の実施形態は、適切な場合、図３の方法の１つまたは複数の工程を繰り返すことができる。本開示は、図３の方法の特定の工程が特定の順番で発生するように記述し、示しているが、本開示は、図３の方法の任意の適切な工程が任意の適切な順番で発生することを想定している。また、本開示は、図３の方法の特定の工程を含む、遠隔設置された太陽電池にレーザ・ビームを照準する例示的な方法を記述し、示しているが、本開示は、任意の適切な工程を含む、遠隔設置された太陽電池にレーザ・ビームを照準するための任意の適切な方法を想定しており、任意の適切な工程は、適切な場合、図３の方法の工程の全部もしくは一部を含んでもよく、または含まなくてもよい。また、本開示は、図３の方法の特定の工程を実行する特定のコンポーネント、デバイスまたはシステムを記述し、示しているが、本開示は、図３の方法の任意の適切な工程を実行する任意の適切なコンポーネント、デバイスまたはシステムの任意の適切な組合せを想定している。

【0042】

図４は、例示的コンピュータ・システム４００を示す。特定の実施形態では、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００が、本明細書において説明または例示された１つまたは複数の方法の１つまたは複数のステップを実施する。特定の実施形態では、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００が、本明細書において説明または図示された機能を提供する。特定の実施形態では、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００で実行されるソフトウェアが、本明細書において説明もしくは図示された１つもしくは複数の方法の１つもしくは複数のステップを実施するか、または本明細書において説明もしくは図示された機能を提供する。特定の実施形態は、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００の１つまたは複数の部分を含む。本明細書において、適切な場合、コンピュータ・システムに対する参照はコンピューティング装置を含む（encompass）ことができ、逆も同様である。さらに、適切な場合、コンピュータ・システムに対する参照は、１つまたは複数のコンピュータ・システムを含むことができる。

【0043】

本開示は、任意の適切な数のコンピュータ・システム４００を企図する。本開示は、任意の適切な物理的形態をとるコンピュータ・システム４００を企図する。限定ではなく例として、コンピュータ・システム４００は、組込みコンピュータ・システム、システム・オン・チップ（ＳＯＣ）、シングル・ボード・コンピュータ・システム（ＳＢＣ）（例えば、コンピュータ・オン・モジュール（ＣＯＭ）やシステム・オン・モジュール（ＳＯＭ）など）デスクトップ・コンピュータ・システム、ラップトップもしくはノートブック・コンピュータ・システム、対話型キオスク、メインフレーム、コンピュータ・システムのメッシュ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、サーバ、タブレット・コンピュータ・システム、拡張現実/仮想現実デバイス、またはこれらのうちの２つ以上の組合せでよい。適切な場合、コンピュータ・システム４００は、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００を含むことができ、一体型または分散型でよく、複数の場所にわたるものでよく、複数のマシンにわたるものでよく、複数のデータセンタにわたるものでよく、またはクラウド内に常駐することができ、クラウドは、１つまたは複数のネットワーク内の１つまたは複数のクラウド構成要素を含むことができる。適切な場合、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００は、実質的な空間的または時間的な限定なしに、本明細書で説明または図示される１つまたは複数の方法の１つまたは複数のステップを実施することができる。限定ではなく例として、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００は、本明細書で説明または図示される１つまたは複数の方法の１つまたは複数のステップをリアル・タイムに、またはバッチ・モードで実施することができる。適切な場合、１つまたは複数のコンピュータ・システム４００は、本明細書で説明または図示される１つまたは複数の方法の１つまたは複数のステップを異なる時刻または異なる場所で実施することができる。

【0044】

特定の実施形態では、コンピュータ・システム４００は、プロセッサ４０２、メモリ４０４、ストレージ４０６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４０８、通信インターフェース４１０、およびバス４１２を含む。本開示は、特定の構成の、特定の数の特定の構成要素を有する特定のコンピュータ・システムを説明および図示するが、本開示は、任意の適切な構成の、任意の適切な数の任意の適切な構成要素を有する任意の適切なコンピュータ・システムを企図する。

【0045】

特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、コンピュータ・プログラムを構成するような命令を実行するハードウェアを含む。限定ではなく例として、命令を実行するために、プロセッサ４０２は、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４０４、またはストレージ４０６から命令を取り出し（またはフェッチし）、その命令を復号化および実行し、次いで内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４０４、またはストレージ４０６に１つまたは複数の結果を書き込むことができる。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、データ、命令、またはアドレスのための１つまたは複数の内部キャッシュを含む。本開示は、適切な場合、任意の適切な数の任意の適切な内部キャッシュを含むプロセッサ４０２を企図する。限定ではなく例として、プロセッサ４０２は、１つまたは複数の命令キャッシュ、１つまたは複数のデータ・キャッシュ、および１つまたは複数の変換ルックアサイド・バッファ（translation lookaside buffer : ＴＬＢ）を含むことができる。命令キャッシュ内の命令は、メモリ４０４またはストレージ４０６内の命令のコピーでよく、命令キャッシュは、プロセッサ４０２によるそうした命令の検索を加速することができる。データ・キャッシュ内のデータは、プロセッサ４０２で実行中の命令が演算するためのメモリ４０４またはストレージ４０６内のデータ、プロセッサ４０２で実行中の後続の命令によるアクセスのために、またはメモリ４０４もしくはストレージ４０６に書き込むために、プロセッサ４０２で実行された以前の命令の結果、あるいは他の適切なデータのコピーでよい。データ・キャッシュは、プロセッサ４０２による読取りまたは書込み演算を加速することができる。ＴＬＢは、プロセッサ４０２のための仮想アドレス変換を加速することができる。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、データ、命令、またはアドレス用の１つまたは複数の内部レジスタを含むことができる。本開示は、適切な場合、任意の適切な数の任意の適切な内部レジスタを含むプロセッサ４０２を企図する。適切な場合、プロセッサ４０２は、１つまたは複数の演算論理装置（ＡＬＵ）を含むことができ、マルチコア・プロセッサでよく、または１つもしくは複数のプロセッサ４０２を含むことができる。本開示は、特定のプロセッサを説明および図示するが、本開示は任意の適切なプロセッサを企図する。

【0046】

特定の実施形態では、メモリ４０４は、プロセッサ４０２が実行するための命令、またはプロセッサ４０２が演算するためのデータを格納するためのメイン・メモリを含む。限定ではなく例として、コンピュータ・システム４００は、ストレージ４０６または別のソース（例えば、別のコンピュータ・システム４００など）からメモリ４０４に命令をロードすることができる。次いで、プロセッサ４０２は、メモリ４０４から内部レジスタまたは内部キャッシュに命令をロードすることができる。命令を実行するために、プロセッサ４０２は、内部レジスタまたは内部キャッシュから命令を取り出し、その命令を復号化する。命令の実行中または実行後に、プロセッサ４０２は、１つまたは複数の結果（これは中間結果または最終結果でよい）を内部レジスタまたは内部キャッシュに書き込む。次いでプロセッサ４０２は、そうした結果の１つまたは複数をメモリ４０４に書き込む。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、（ストレージ４０６またはその他の場所ではなく）１つまたは複数の内部レジスタもしくは内部キャッシュ内、またはメモリ４０４内の命令のみを実行し、（ストレージ４０６または他の場所ではなく）１つまたは複数の内部レジスタもしくは内部キャッシュ内、またはメモリ４０４内のデータのみに対して演算する。１つまたは複数のメモリ・バス（これはそれぞれアドレス・バスおよびデータ・バスを含むことができる）が、プロセッサ４０２をメモリ４０４に結合する。バス４１２は、以下で説明するように、１つまたは複数のメモリ・バスを含む。特定の実施形態では、１つまたは複数のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）が、プロセッサ４０２とメモリ４０４との間に常駐し、プロセッサ４０２によって要求されたメモリ４０４へのアクセスを可能にする。特定の実施形態では、メモリ４０４は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含む。適切な場合、このＲＡＭは、揮発性メモリでよい。適切な場合、このＲＡＭは、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）またはスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）でよい。さらに、適切な場合、このＲＡＭは、単一ポートまたはマルチポートでよい。本開示は、任意の適切なＲＡＭを企図する。適切な場合、メモリ４０４は、１つまたは複数のメモリ４０４を含む。本開示は特定のメモリを説明および図示するが、任意の適切なメモリを企図する。

【0047】

特定の実施形態では、ストレージ４０６は、データまたは命令用のマス・ストレージを含む。限定ではなく例として、ストレージ４０６は、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、フロッピィ・ディスク・ドライブ、フラッシュ・メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、またはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ドライブ、あるいはこれらのうちの２つ以上の組合せを含む。ストレージ４０６は、適切な場合、取外し可能なまたは取外し不能（または固定）媒体を含む。ストレージ４０６は、適切な場合、コンピュータ・システム４００の内部または外部でよい。特定の実施形態では、ストレージ４０６は不揮発性固体メモリである。特定の実施形態では、ストレージ４０６は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。適切な場合、このＲＯＭは、マスクプログラムされたＲＯＭ（ｍａｓｋ−ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気書換え可能ＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ａｌｔｅｒａｂｌｅ ＲＯＭ）、またはフラッシュ・メモリ、あるいはこれらのうちの２つ以上の組合せでよい。本開示は、任意の適切な物理的形態をとるマス・ストレージ４０６を企図する。適切な場合、ストレージ４０６は、プロセッサ４０２とストレージ４０６との間の通信を可能にする１つまたは複数のストレージ制御ユニットを含む。適切な場合、ストレージ４０６は、１つまたは複数のストレージ４０６を含む。本開示は、特定のストレージを説明および図示するが、本開示は任意の適切なストレージを企図する。

【0048】

特定の実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、コンピュータ・システム４００と１つまたは複数のＩ／Ｏ装置との間の通信のための１つまたは複数のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはその両方を含む。コンピュータ・システム４００は、適切な場合、これらのＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは複数を含む。これらのＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは複数は、人とコンピュータ・システム４００との間の通信を可能にする。限定ではなく例として、Ｉ／Ｏ装置は、キーボード、キーパッド、マイクロフォン、モニタ、マウス、プリンタ、スキャナ、スピーカ、スチル・カメラ、スタイラス、タブレット、タッチ・スクリーン、トラックボール、ビデオ・カメラ、別の適切なＩ／Ｏ装置、またはこれらのうちの２つ以上の組合せを含む。Ｉ／Ｏ装置は１つまたは複数のセンサを含む。本開示は、任意の適切なＩ／Ｏ装置およびそのための任意の適切なＩ／Ｏインターフェース４０８を企図する。適切な場合、Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、プロセッサ４０２がこれらのＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは複数を駆動することを可能にする１つまたは複数のデバイス・ドライバまたはソフトウェア・ドライバを含む。Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、適切な場合、１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェース４０８を含む。本開示は、特定のＩ／Ｏインターフェースを説明および図示するが、本開示は任意の適切なＩ／Ｏインターフェースを企図する。

【0049】

特定の実施形態では、通信インターフェース４１０は、コンピュータ・システム４００と、１つまたは複数の別のコンピュータ・システム４００あるいは１つまたは複数のネットワークとの間の通信（例えば、パケット・ベースの通信など）用の１つまたは複数のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはその両方を含む。限定ではなく例として、通信インターフェース４１０は、イーサネットまたは他のワイヤ・ベースのネットワークと通信するネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ）またはネットワーク・アダプタ、あるいはＷＩ−ＦＩネットワークなどのワイヤレス・ネットワークと通信するワイヤレスＮＩＣ（ＷＮＩＣ）またはワイヤレス・アダプタを含む。本開示は、任意の適切なネットワークおよびそのための任意の適切な通信インターフェース４１０を企図する。限定ではなく例として、コンピュータ・システム４００は、アドホック・ネットワーク、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、大都市圏ネットワーク（ＭＡＮ）、またはインターネットの１つもしくは複数の部分、あるいはこれらのうちの２つ以上の組合せと通信することができる。これらのネットワークのうちの１つまたは複数の１つまたは複数の部分は、ワイヤードまたはワイヤレスでよい。１例を挙げると、コンピュータ・システム４００は、ワイヤレスＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ ＷＰＡＮなど）、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、ＷＩ−ＭＡＸネットワーク、携帯電話網（例えば、移動体通信用グローバル・システム（ＧＳＭ）ネットワークなど）、または他の適切なワイヤレス・ネットワーク、あるいはこれらのうちの２つ以上の組合せと通信することができる。コンピュータ・システム４００は、適切な場合、これらのネットワークのいずれかに関する任意の適切な通信インターフェース４１０を含む。通信インターフェース４１０は、適切な場合、１つまたは複数の通信インターフェース４１０を含む。本開示は、特定の通信インターフェースを説明および図示するが、本開示は任意の適切な通信インターフェースを企図する。

【0050】

特定の実施形態では、バス４１２は、コンピュータ・システム４００の構成要素を互いに結合するハードウェア、ソフトウェア、またはその両方を含む。限定ではなく例として、バス４１２は、アクセラレーテッド・グラフィックス・ポート（Accelerated Graphics Port : ＡＧＰ）または他のグラフィックス・バス、拡張業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）バス、フロント・サイド・バス（ＦＳＢ）、ＨＹＰＥＲＴＲＡＮＳＰＯＲＴ（ＨＴ）相互接続、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、ＩＮＦＩＮＩＢＡＮＤ相互接続、低ピン・カウント（ＬＰＣ：ｌｏｗ−ｐｉｎ−ｃｏｕｎｔ）バス、メモリ・バス、マイクロ・チャネル・アーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、周辺装置相互接続（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）バス、シリアル・アドバンスド・テクノロジー・アタッチメント（ＳＡＴＡ：ｓｅｒｉａｌ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）バス、映像電子機器標準協会（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）ローカル（ＶＬＢ）バス、または別の適切なバス、あるいはこれらの２つ以上の組合せを含むことができる。バス４１２は、適切な場合、１つまたは複数のバス４１２を含むことができる。本開示は、特定のバスを説明および図示するが、任意の適切なバスまたは相互接続を企図する。

【0051】

本明細書では、コンピュータ可読非一時的記憶媒体は、適切な場合、１つまたは複数の半導体ベースの、または他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）など）、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッド・ハード・ドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスク・ドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピィ・ディスケット、フロッピィ・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、固体ドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュア・デジタル・カードもしくはドライブ、任意の他の適切なコンピュータ可読非一時的記憶媒体、またはこれらの２つ以上の任意の適切な組合せを含むことができる。コンピュータ可読非一時的記憶媒体は、適切な場合、揮発性、不揮発性、または揮発性と不揮発性の組合せでよい。

【0052】

本明細書では、別段に明記されていない限り、または文脈によって示されていない限り、「または」は排他的ではなく包含的である。したがって、本明細書では、別段に明記されていない限り、または文脈によって示されていない限り、「ＡまたはＢ」は「Ａ、Ｂ、またはその両方」を意味する。さらに、別段に明記されていない限り、または文脈によって示されていない限り、「および」は協同（joint）および個々（several）の両方である。したがって、本明細書では、別段に明記されていない限り、または文脈によって示されていない限り、「ＡおよびＢ」は、「ＡおよびＢが一緒に、または個別に」（A and B, jointly or severally）を意味する。

【0053】

本開示の範囲は、当業者なら理解するはずである、本明細書で説明または図示される例示的実施形態に対するすべての変更、置換、変形、改変、および修正を包含する。本開示の範囲は、本明細書で説明または図示される例示的実施形態に限定されない。さらに、本開示は、本明細書のそれぞれの実施形態が特定の構成要素、要素、特徴、機能、動作、またはステップを含むものとして説明および図示するが、これらの実施形態のいずれの、当業者なら理解するはずである、本明細書のどこかで説明または図示される構成要素、要素、特徴、機能、動作、またはステップのいずれかの任意の組合せまたは置換を含むことができる。さらに、特定の機能を実施するように適合され、配置され、実施することが可能であり、実施するように構成され、実施することが可能にされ、実施するように動作可能である装置またはシステムあるいは装置またはシステムの構成要素に対する添付の特許請求項の範囲での参照は、その装置、システム、または構成要素がそのように適合され、配置され、可能であり、構成され、可能にされ、動作可能にされる限り、その装置、システム、構成要素またはその特定の機能が活性化され、オンにされ、またはロック解除されるか否かに関わらず、その装置、システム、構成要素を包含する。さらに、本開示は、特定の利点を提供するものとして特定の実施形態を記載または例示しているが、特定の実施形態は、これらの利点のどれも提供しないか、いくつかを提供するか、またはすべてを提供し得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】