JP2003014840A - 水中情報表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示画面上で実際のエコーレベルを容易に知る
ことができる水中情報表示装置を提供する。 【解決手段】表示画面５ａにおいて、魚類で反射したエ
コーの映像３１ａ〜３１ｄとともに、エコーの絶対レベ
ルを表わすグラフ３４をリアルタイムで表示するように
した。このグラフ３４から魚量を知ることができ、ま
た、網入れのタイミングを的確に判断することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、魚群探知機のよう
な水中情報表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】魚群探知機は、水中へ送信された超音波
が魚類で反射して帰来するエコーを受信し、このエコー
に基づいて魚群の映像を表示するものである。図１０
は、従来の魚群探知機における表示画面７０の一例を示
している。図において、７１ａ〜７１ｄは、魚類で反射
したエコーから得られる映像、７２は水底で反射したエ
コーから得られる映像、７３は水深を表す深度目盛であ
る。魚群の映像７１ａ〜７１ｄや水底の映像７２は、受
信したエコーの信号レベルを検出して、これをレベルに
応じた色情報に変換することにより、表示画面７０にカ
ラーで表示される。一般に、信号レベルが大きいほど表
示色は黄、橙、赤のように暖色系となり、信号レベルが
小さくなると表示色は緑、水色、青のように寒色系とな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示画
面７０に表示される映像の色は、エコーのレベルに応じ
たものではあるが、エコーの絶対レベルを表したもので
はなく、感度（ゲイン）やクラッタ等の設定パラメータ
によって変化する相対的なものである。すなわち、感度
を高く設定した場合は、ゲインが上がって受信信号のレ
ベルが高くなり、感度を低く設定した場合は、ゲインが
下がって受信信号のレベルは低くなるので、エコーの表
示色は感度が高い場合と低い場合とでは異なってくる。
したがって、同じ信号レベルのエコーであっても、感度
を上げた場合はたとえば赤色で表示されるのに対し、感
度を下げた場合はたとえば黄色で表示されるというよう
に、感度によって表示色は変化する。また、感度を上げ
ると画面に不要なエコーが混在するため、クラッタを効
かせてこれを消すようにしているが、この場合もクラッ
タの程度により、画面の表示色は変化する。

【０００４】図１１はこのような表示色の相対性を説明
する図であって、エコーの受信信号レベルがＡの場合、
表示される映像の色は設定１では色２、設定２では色
１、設定３では色３となり、設定条件によって表示色が
異なる。このように、エコーのレベルから得られた色情
報は相対値であるため、表示画面７０に表示される映像
の色だけでは、エコーの実際のレベルを知ることはでき
ない。そして、エコーのレベルは魚量に対応するもので
あるから、従来の装置では映像の色から魚量を把握する
ことは困難であり、網入れ等の判断を的確に行う上で障
害となっていた。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するものであっ
て、その目的とするところは、表示画面上で実際のエコ
ーレベルを容易に知ることができる水中情報表示装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水中情報表
示装置は、表示画面にエコーの絶対レベルを表すグラフ
をリアルタイムで表示するようにしたものである。ここ
で、エコーの絶対レベルとは、エコーの信号レベル（電
圧値）そのものの値だけでなく、これを対数変換した値
や、一定の係数を乗じた値なども含む。本発明では、画
面上のグラフによって実際のエコーレベルを容易に知る
ことができ、このグラフはエコーの絶対値を表したもの
であるから、感度等の設定パラメータに左右されること
がない。

【０００７】本発明においては、上記グラフによって魚
量をはじめ、水底付近に存在する底付魚の大きさや水底
の底質など、種々の情報を得ることができる。魚量を知
りたい場合は、魚群の映像とともに、魚類からのエコー
の絶対レベルをグラフ表示する。これによると、グラフ
から魚量を直感的に把握することができ、また、表示が
リアルタイムで行われることと相俟って、網入れ等のタ
イミングを的確に判断することができ、魚群を見逃すこ
となく確実に捕獲することができる。

【０００８】本発明では、水中の範囲を指定して、その
指定範囲におけるエコーの絶対レベルをグラフで表示し
てもよく、この場合、水底から上の距離を指定すること
により、底付魚からのエコーの絶対レベルをグラフ表示
して、底付魚の大きさを知ることができる。また、グラ
フの表示範囲の最大値および最小値を任意に指定できる
ようにすれば、エコーの強度に応じたレベルの変化を表
示画面に見やすく表示することができる。

【０００９】また、本発明では、前記グラフによって水
底の底質を判別することも可能であり、この場合は、水
底からのエコーの絶対レベルをグラフで表示する。これ
によると、水底が岩、砂、泥等のいずれの底質から構成
されているかを知ることができる。

【００１０】また、本発明では、上述した魚量、底付
魚、底質の３種類の水中情報をそれぞれグラフ表示する
機能をもたせて、これらの各機能をユーザーにおいて選
択できるようにしてもよい。

【００１１】本発明において、エコーの絶対レベルを得
るには、超音波パルスの送信ごとにエコーレベルを深度
方向に積分すればよい。また、エコーに対してハードウ
エアによるＴＶＧ（Time Variable Gain）制御がされる
場合は、当該制御に基づく補正値を用いず、あらかじめ
決められた補正値によってエコーレベルに対する減衰補
正を行うのが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態である
魚群探知機のブロック図を示している。１は図示しない
送信部からの送信信号により水中へ超音波を送波すると
ともに、この超音波が魚類等で反射して帰来するエコー
を受波する超音波送受波器、２は超音波送受波器１の動
作を送信側と受信側に切り替える送受信切替部、３は超
音波送受波器１で受波されて電気信号に変換されたエコ
ーを受信する受信部、４は受信したエコーに基づいて所
定の演算処理を行う演算処理部、５は演算処理部４での
演算結果に基づいて水中情報を表示する表示部、６は感
度等の設定や各種操作を行なう操作部、７はＲＡＭやＲ
ＯＭ等のメモリから構成される記憶部である。

【００１３】上記構成において、超音波送受波器１は船
底に取り付けられており、送受信切替部２を介して送信
信号が超音波送受波器１に印加されると、図示しない超
音波振動子が振動して超音波を水中へ送波する。この超
音波は、水中の魚類や水底等で反射し、エコーとして超
音波送受波器１で受波される。このエコーは、超音波送
受波器１の超音波振動子によって電気信号に変換され、
送受信切替部２を介して受信部３で受信される。この受
信信号は演算処理部４に入力され、演算処理部４では、
受信したエコーのレベルに基づいて色変換や絶対レベル
の演算を行って表示データを生成し、その結果を表示部
５に表示する。

【００１４】図２は、表示部５における表示画面５ａの
例を示している。３１ａ〜３１ｄは魚類で反射したエコ
ーから得られる魚群の映像、３２は水底で反射したエコ
ーから得られる水底の映像、３３は水深を表す深度目
盛、３４は本発明の特徴をなすエコーの絶対レベル（単
位はｄＢ）を表したグラフ、３６はグラフ３４の目盛、
３７および３８はエコーの計測範囲を表したカーソルで
ある。図２の例では、範囲として水深２０ｍ〜６０ｍが
指定されており、この範囲に含まれるエコーの信号レベ
ルの絶対値が、グラフ３４として表示される。このグラ
フ３４は、魚群の映像３１ａ〜３１ｄの表示と同期して
リアルタイムに表示され、グラフ３４における３５ａ〜
３５ｄの部分は、それぞれ魚類のエコー３１ａ〜３１ｄ
に対応するレベルを示している。

【００１５】上記の画面５ａにおいては、魚類のエコー
３１ａ〜３１ｄの色は、感度やクラッタの設定値により
変化するが、グラフ３４は感度やクラッタを変えても変
化しない。たとえば感度を上げた結果、エコー３１ａの
色が緑→黄→橙のように変化し、エコー３１ｂの色が黄
→橙→赤のように変化しても、グラフ３４の３５ａ，３
５ｂの部分の値は不変である。エコー３１ｃ，３１ｄに
対応する３５ｃ，３５ｄの部分についても同様である。
このように、図２のグラフ３４は、感度等のパラメータ
とは関係なく、常にエコーのレベルの絶対値を表してい
る。そして、このエコーのレベルは魚量に対応したもの
であり、魚量が多ければレベルは上がり、魚量が少なけ
ればレベルは下がるから、グラフ３４を見ることによっ
て魚量を容易に知ることができる。

【００１６】図３は、上記のような表示を行うための受
信部３および演算処理部４の具体的構成を示したブロッ
ク図である。受信部３において、超音波送受波器１（図
１）で得られたエコーの受信信号は、アンプ１１で増幅
され、Ａ／Ｄ変換器１２でサンプリングされてデジタル
信号に変換される。この信号は演算処理部４のピークホ
ールド回路１３に与えられる。ピークホールド回路１３
では、図４に示したように、サンプリングされた受信信
号４０の１ドット表示区間（表示画面上の画素１個分に
対応する区間）ごとのピーク値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を
検出し、このピーク値を保持する。

【００１７】検出されたピーク値は、ＬＯＧ回路１４に
おいて対数値に変換され、８ビットのデータとして色変
換部１５に与えられる。色変換部１５は、このピーク値
と、操作部６（図１）で設定された感度やクラッタの値
とに基づいて、表示画面５ａの１ドットごとに表示色を
決定し、８ビットのデータを４ビットの表示色データに
変換する。そして、このデータに基づいて、表示部５に
エコーの映像を色表示する。この結果、表示画面５ａに
は、図２で示した魚類の映像３１ａ〜３１ｄや水底の映
像３２がカラーで表示される。なお、表示色としては、
たとえば紺、青、水色、緑、黄、橙、赤、赤茶の８色が
用いられるが、表示色データは４ビットであるから、最
大１６色の色表示が可能である。

【００１８】一方、ＬＯＧ回路１４から出力される１ド
ット区間ごとのピーク値は、ＬＯＧ−ＬＩＮＥＡＲ変換
器１６に与えられ、ここでリニア値に変換された後、加
算回路１７に入力される。加算回路１７では、上記ピー
ク値を超音波パルスの送信ごとに積分して、エコーの絶
対レベルを得る。図５はこの原理を示した図であって、
Ｄは表示画面５ａに配列されたドット（画素）、，
，，…は超音波パルスの１回の送信に対応した表示
ライン、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…は表示ラインの各ドッ
トの表示色に対応したピーク値である。また、Ｘ方向は
時間を表しており、Ｙ方向は深度を表している。加算回
路１７では、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…の値を指定された計
測範囲で加算することで、エコーレベルの深度方向の積
分値を算出する。この積分値が表示ラインにおけるエ
コーレベルの絶対値となる。なお、上記積分値に代え
て、指定された計測範囲内でのエコーレベルの平均値を
用いてもよい。

【００１９】こうして算出されたエコーレベルの絶対値
は、リニア値のままでは値が大きすぎてグラフ表示に適
さないため、ＬＩＮＥＡＲ−ＬＯＧ変換器１８において
再び対数に変換される。そして、この対数値に基づい
て、表示部５には図２で示したグラフ３４が表示され
る。なお、グラフ３４の色としては、白、黄、赤、緑、
黒など、任意の色を指定することができる。上記と同様
の演算を表示ライン，，…について行い、超音波パ
ルスの送信ごとにエコーレベルの絶対値を算出すること
によって、この絶対値をグラフ３４でリアルタイムに表
示することができる。

【００２０】ところで、アンプ１１においては、浅場と
深場を探知したときのエコーのレベルを均一にするため
に、ＴＶＧ（Time Variable Gain）制御が行われる。Ｔ
ＶＧ制御では時間（すなわち深度）とともにゲインが増
加するので、浅場でのエコーに対してはゲインが小さ
く、深場でのエコーに対してはゲインは大きくなる。こ
のようなＴＶＧ制御が、つまみの操作等によってハード
ウエア的に行われる場合は、ユーザによってゲインが任
意に変えられるために、エコーのレベルもそれに応じて
変化してしまう。そこで、グラフ３４の値がＴＶＧの操
作によって変動しないように、ＴＶＧ制御に基づく補正
をソフトウエア処理によりリセットしてＴＶＧ制御のな
い状態に戻し、ＴＶＧ制御に基づく補正値を用いること
なく、あらかじめ決められた補正値によってエコーの減
衰補正を行うことが好ましい。このようにすれば、グラ
フ３４で表されるエコーレベルは、感度・クラッタ・Ｔ
ＶＧのいずれにも影響されずに、超音波の送信出力と振
動子の感度だけによって一義的に定まるものとなる。

【００２１】なお、図３では説明の便宜上、演算処理部
４の各ブロックをハードウエアの回路で表現したが、実
際には各ブロックの機能はソフトウエアで実現される。
もちろん、ハードウエアによって実現してもよい。

【００２２】図６は、本発明の他の実施形態による表示
画面５ａを示している。先の図２の場合は、ある水深
（２０ｍ）からある水深（６０ｍ）までを計測範囲とし
て指定し、この範囲にある魚類のエコーの絶対レベルを
グラフ３４で表示したが、図６では、計測範囲を水底３
２から上に何メートル（たとえば１ｍ）とだけ指定して
いる。カーソル３９は、この指定範囲を表している。５
０は水底付近に存在するカレイやヒラメなどの底付魚の
エコーであって、このエコーの絶対レベルがグラフ５１
の５２の部分に表れている。本実施形態によると、画面
を拡大しなくても、水底から上の距離を指定するだけ
で、グラフ５１によって底付魚の大きさを知ることがで
きる。

【００２３】図７は、本発明の他の実施形態による表示
画面５ａを示している。図２や図６では、魚類のエコー
のレベルをグラフ表示したが、図７では水底のエコーの
レベルをグラフ表示することにより、底質を判別できる
ようにしている。６０はそのグラフであって、水底のエ
コー３２のレベルを絶対値で表したものである。水底の
岩の部分では、エコーの反射量が多いため絶対レベルは
高くなり、水底の泥や砂の部分では、エコーの反射量が
少ないため絶対レベルは低くなる。したがって、このグ
ラフ６０の形から、水底がどのような底質を有している
かを知ることができる。

【００２４】図８は、グラフ表示の設定を行うための設
定画面の一例を示している。この設定画面は、表示画面
５ａに表示される。図８では、グラフ表示をしない場合
とする場合を選択できるようになっており、グラフ表示
をしない場合は、なしを選択すると図１０に示した従来
と同じ画面が表示される。グラフ表示をする場合は、魚
量、底付魚、底質のいずれかを選択する。また、グラフ
の表示色を白、黄、赤、緑、黒の中から選択する。

【００２５】魚量を選択した場合は、計測範囲として全
範囲を対象とするか、指定範囲を対象とするかを選択す
る。全範囲を選択すると、水深５ｍから水底までが計測
範囲として自動的に設定される。水深を５ｍからとした
のは、水面付近では水面の乱れや泡の発生等により正確
な計測ができない場合があるためである。また、指定範
囲を選択した場合は、計測開始深度（図２では２０ｍ）
と計測幅（図２では４０ｍ）を入力することで計測範囲
が指定され、図２に示したようにカーソル３７，３８で
範囲が表示される。計測開始深度や計測幅を数値で入力
する代わりに、カーソル３７，３８を操作して、画面上
で範囲を指定できるようにしてもよい。

【００２６】底付魚を選択した場合は、計測幅だけを入
力することで水底から上の距離が指定され、図６に示し
たようにカーソル３９で範囲が表示される。この場合
も、計測幅を入力する代わりに、カーソル３９を操作し
て、画面上で範囲を指定できるようにしてもよい。ある
いは、計測幅をたとえば１ｍというように固定してお
き、底付魚が選択された場合に、水底から１ｍの範囲が
自動的に設定されるようにしてもよい。

【００２７】底質を選択した場合は、範囲を指定しなく
ても自動的に水底より下のエコーについての絶対レベル
がグラフ表示される。

【００２８】また、図８の画面では、表示されるグラフ
の最大値と最小値とを任意に指定できるようになってお
り、ここで指定された値は図２などにおける目盛３６と
して表示される。たとえば、最大値が１５０ｄＢで最小
値が０ｄＢでは、レンジが広すぎてグラフの変化がはっ
きりとわからない場合、最大値をたとえば１２０ｄＢと
し、最小値を８０ｄＢとすることでレンジは狭くなり、
グラフの変化が明瞭に表示される。さらに、最小値を適
当に選定することで、ノイズを含んだ低レベルのグラフ
領域をカットし、高レベルの部分だけを強調した見やす
い表示とすることもできる。

【００２９】図２、図６および図７の例では、グラフ３
４，４１，６０を曲線グラフとして表示したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、図９のような棒
グラフ６１によってエコーの絶対レベルを表示するよう
にしてもよい。また、いずれの場合も、グラフは水中情
報を背景としてこれに上書きする形で表示してもよい
し、グラフの表示領域では水中情報の背景を消して表示
するようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、エコーの絶対レベルを
リアルタイムでグラフ表示するようにしたので、感度等
の設定パラメータに左右されることなく、実際のエコー
レベルを知ることができ、魚量等を容易に把握すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る魚群探知機のブロック
図である。

【図２】表示画面の例である。

【図３】受信部と演算処理部の具体的構成を示したブロ
ック図である。

【図４】ピークホールド回路の動作を説明する図であ
る。

【図５】表示画面のドット配列を示した図である。

【図６】本発明の他の実施形態による表示画面の例であ
る。

【図７】本発明の他の実施形態による表示画面の例であ
る。

【図８】設定画面の一例である。

【図９】本発明の他の実施形態による表示画面の例であ
る。

【図１０】従来の魚群探知機における表示画面の例であ
る。

【図１１】表示色の相対性を説明する図である。

【符号の説明】

１ 超音波送受波器 ３ 受信部 ４ 演算処理部 ５ 表示部 ５ａ 表示画面 ３４，５１，６０，７０ グラフ

フロントページの続き (72)発明者 高橋 香織 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (72)発明者 山口 武賜 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5J083 AA02 AB01 AC29 AD13 AE04 AE06 AF15 BA01 BE49 EA14 EA26 EA33 EA37 EA46

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水中へ送信された超音波のエコーを受信
   し、このエコーに基づいて表示画面に水中の情報を表示
   する水中情報表示装置において、 前記表示画面に、エコーの絶対レベルを表すグラフをリ
   アルタイムで表示することを特徴とする水中情報表示装
   置。
2. 【請求項２】水中へ送信された超音波が魚類で反射して
   帰来するエコーを受信し、このエコーに基づいて表示画
   面に魚群の映像を表示する水中情報表示装置において、 前記表示画面に、魚群の映像とともに、エコーの絶対レ
   ベルを表すグラフをリアルタイムで表示することを特徴
   とする水中情報表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の水中情報
   表示装置において、 エコーの計測範囲を指定する手段を設け、指定された計
   測範囲におけるエコーの絶対レベルをグラフで表示する
   ことを特徴とする水中情報表示装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の水中情報表示装置におい
   て、 計測範囲として水底から上の距離を指定することによ
   り、水底付近に存在する底付魚からのエコーの絶対レベ
   ルをグラフで表示することを特徴とする水中情報表示装
   置。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   の水中情報表示装置において、 前記グラフの表示範囲の最大値および最小値を任意に指
   定できるようにしたことを特徴とする水中情報表示装
   置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の水中情報表示装置におい
   て、 水底からのエコーの絶対レベルをグラフで表示して底質
   を判別できるようにしたことを特徴とする水中情報表示
   装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載の水中情報表示装置におい
   て、 魚類からのエコーに基づいて表示される魚群の映像とと
   もに、前記エコーの絶対レベルを表すグラフをリアルタ
   イムで表示する機能と、 水底から上の距離を指定して、水底付近に存在する底付
   魚からのエコーの絶対レベルをグラフで表示する機能
   と、 水底からのエコーの絶対レベルをグラフで表示する機能
   とを備え、 上記各機能を選択できるようにしたことを特徴とする水
   中情報表示装置。
8. 【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記載
   の水中情報表示装置において、 超音波の送信ごとにエコーレベルを深度方向に積分する
   ことにより、エコーの絶対レベルを得ることを特徴とす
   る水中情報表示装置。
9. 【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれかに記載
   の水中情報表示装置であって、ハードウエアによるＴＶ
   Ｇ制御がされるものにおいて、 前記ＴＶＧ制御に基づく補正値を用いず、あらかじめ決
   められた補正値によってエコーレベルに対する減衰補正
   を行うことを特徴とする水中情報表示装置。