JP2004233064A

JP2004233064A - 超音波送受波器

Info

Publication number: JP2004233064A
Application number: JP2003018346A
Authority: JP
Inventors: Takaya Matsuse; 隆哉松瀬
Original assignee: Koden Electronics Co Ltd
Current assignee: Koden Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【目的】本発明の目的は、超音波送受波素子の輻射面の大小に関係なく、超音波送受波面での指向角を容易に決めることができ、異なる周波数の超音波送受波素子を同一探知範囲、同一感度の超音波送受波器とすることにある。
【構成】この発明では、超音波を送信し、その反射波を受信する超音波送受波器において、超音波送受波素子と、反射板と、超音波送受波面とを含めて一体型とすること、超音波送受波素子と超音波送受波面との間は、反射板を介した超音波伝播経路である。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、水中に超音波を送信し、魚体などの水中の物体の反射波を受信する超音波送受波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水深の計測や水中の魚群を探知する超音波探査装置として、魚群探知機が一般的に利用されている。魚群探知機は、超音波送受波器、表示器、操作パネル、送受信機等で構成されており、水中の状況を表示する装置である。
【０００３】
魚群探知機の構成要素の１つである超音波送受波器は、数多くの種類の送受信周波数や送信出力が使用されている。そして、１つまたは複数の超音波送受波素子を用いて、複数の送受信周波数の超音波を送受信する超音波送受波器が使用されている。
【０００４】
超音波を用いた魚群の探知では、シラスのように体長の短い魚は、送受信周波数が２００ｋＨｚのような高周波の場合、シラスの体長がその波長（０．７５ｃｍ）よりも長いので、大きい反射信号レベルとなる。また、送受信周波数が５０ｋＨｚのような低周波の場合、シラスの体長がその波長（３．０ｃｍ）よりも短いので、小さな反射信号レベルとなる。
また、シラスの体長と比較して、鰯や鯖のように体長が長い魚は、送受信周波数が２００ｋＨｚ、５０ｋＨｚのいずれの場合でも、鰯や鯖の体長がそれらの波長（０．７５、３．０ｃｍ）よりも長いので、大きい反射信号レベルとなる。
このように、魚群の探知では、使用周波数と反射信号のレベルとの関係から、魚種等を判別することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、シラスのように極めて浅い深度に生息する魚を探知する場合は、探知範囲を広くする為に、超音波送受波器から放射される超音波の指向角を広くする必要がある。また、超音波送受波器は、超音波送受波素子の機械的共振周波数で振動するので、振動の余韻が残る性質がある。（これを一般に残響と言う。）残響は送信直後に生じ、近距離の反射信号を消してしまう。
【０００６】
この残響の影響を少なくする方法として、超音波送受波素子と船底との距離を、超音波送受波素子の残響時間の超音波伝搬距離よりも、大に設定することで、送信直後に生じる残響の影響を削除する方法が開示されている。そして、この例によれば、超音波の送受波面には、ＦＲＰ（強化プラスチック）が使用される（例えば、特許文献２参照）（第１従来技術）。
【０００７】
一般に超音波送受波素子より放射される超音波の指向角θは、その超音波送受波素子の輻射面積をｓ、送受信周波数（超音波振動子の駆動周波数）をｆとすれば、
【数１】

で与えられる。また、超音波送受波素子の許容入力電力は輻射面積ｓに比例するため、輻射面積ｓで決まる許容入力電力以上の送信電力の入力は、超音波送受波素子の破壊の原因となる。
【０００８】
送受信周波数が、２００ｋＨｚ（高周波）用と５０ｋＨｚ（低周波）用のそれぞれの超音波送受波素子において、同一送信電力を入力可能とするために輻射面積ｓを同じにした場合、（１）式より、高周波の超音波送受波素子の指向角は低周波のそれに比べ１／４となり、両者の指向角は異なることとなる。
そこで、両者の指向角を同一にするためには、（１）式より、高周波の超音波送受波素子の輻射面積を低周波の輻射面積の１／１６にするという第１の方法が考えられる。また、逆に低周波の超音波送受波素子の輻射面積を高周波の輻射面積の１６倍にするという第２の方法も考えられる。
【０００９】
輻射面積を変えずに指向角を変える方法として、超音波送受波素子の輻射面形状を凸面または凹面にして超音波の放射方向を変え、指向角を調整する方法がある。これは、通常、微小な超音波送受波素子を多数個用い、それぞれの輻射面が凸面または凹面を形成するように配置して構成している。
【００１０】
さらに、他の方法として、音響レンズを振動子の輻射面に置く方法がある。超音波も光と同様の波動でありスネルの法則に従って屈折するので、音速の異なる材質でできた凸レンズまたは凹レンズを用いる事で超音波も収束または発散が可能であり、高周波と低周波とで同一の指向角とする構成が考えられる。
【００１１】
さらに、他の方法として、コーン型反射板と、その軸上に、異なる送受信周波数をもつ複数の円筒状の送受波素子を配列することにより、指向角を同一にする方法が開示されている。（例えば、特許文献３参照）（第２従来技術）
【００１２】
【特許文献１】
特公昭４０−０２５５５５号公報
【特許文献２】
実公平０５−０２６５４５号公報
【特許文献３】
実開昭５７−１７１３８１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、（１）式にもとづけば、送受信周波数が高周波または低周波の超音波送受波素子の輻射面積のどちらか一方を大きくしたり、小さくすることにより、両者の指向角を同一にすることができる。
しかし、高周波の超音波送受波素子の輻射面積を小さくすることにより、両者の指向角を同一にする場合では、輻射面積が小さい超音波送受波素子には大きな送信電力が入れられず、結果的に高周波の探知能力が劣ってしまう欠点がある。また、低周波の超音波送受波素子の輻射面積を大きくするは、低周波の超音波送受波素子が、極めて大きくなり高価なものになるという問題がある。
【００１４】
第２従来技術では、コーン型反射板の軸上に、異なる送受信周波数をもつ複数の円筒状の超音波送受波素子を配列し、超音波送受波素子から放射された超音波をコーン型反射板に反射させ、超音波の放射方向を同一にしている。
そして、第２従来技術では、４５度コーン型平面反射板を使用するため、指向角を小さくするには、超音波送受波素子自体の輻射面を長くするか、同一周波数の複数の超音波送受波素子を縦に並べて、超音波輻射面を長くする必要がある。このため、超音波送受波素子の数が多くなればなるほど高価になるという問題がある。
【００１５】
また、超音波送受波素子の輻射面形状を凸面または凹面にして放射方向を変える方法では、微小な超音波送受波素子を多数用い、それぞれの輻射面が凸面または凹面を形成するように配置して構成している。
しかしながら、この構成では、多数の超音波送受波素子が必要となるとともに配線も多くなる。このため、超音波送受波器が複雑、高価になるという問題がある。
さらに、音響レンズを超音波送受波素子の輻射面に置く方法では、音響インピーダンスを考慮しなければならず、極めて特殊な材質に制限されるという問題がある。
【００１６】
したがって、本発明の１つの目的は、超音波送受波素子の輻射面の大小に関係なく、超音波送受波面での指向角を容易に決めることができ、異なる周波数の超音波送受波素子を同一探知範囲、同一感度の超音波送受波器とすることにある。
【００１７】
第１従来技術では、超音波送受波素子と船底との距離を、超音波送受波素子の残響時間の超音波伝搬距離よりも、大に選定している。そして超音波送受波面は、超音波を透過させる材質、例えば、ＦＲＰ（強化プラスチック）等、船底の材質に適合するものを使用している。このため、水と音響インピーダンスが異なり、超音波が減衰するという問題がある。
【００１８】
したがって、本発明の第２の目的は、超音波送受波器内で、前記残響時間より大なる超音波伝播経路を設けることにより、送信直後に発生する残響に影響されず、超音波送受波面で送受信される超音波が減衰しにくい超音波送受波器を提供することにある。
【００１９】
さらに上記各従来技術においては、超音波送受波素子と反射板および超音波送受波面とを含んで一体にモールド成形した超音波送受波器は存在しない。
このため、本発明のさらに他の目的は、一体型とされた超音波送受波素子、反射面および超音波送受波面を含む超音波送受波器を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、超音波を送信し、その反射波を受信する超音波送受波器であって、超音波送受波素子と、反射板と、超音波送受波面とを含めて一体型とすること、超音波送受波素子と超音波送受波面との間は、反射板を介した超音波伝播経路であるよう構成されている。
【００２１】
次に、請求項２の発明では、超音波送受波素子は、複数具備されている。
【００２２】
また、請求項３の発明では、複数の超音波送受波素子の各々の対応する超音波送受波面での超音波放射の指向角が同一であるよう構成されている。
【００２３】
また、請求項４の発明では、超音波送受波素子と対応する超音波送受波面との間の伝播経路長は、伝播経路の媒質内を超音波送受波素子の残響時間の超音波伝播距離よりも、長いよう構成されている。
【００２４】
また、請求項５の発明では、超音波送受波素子と対応する超音波送受波面との間の伝播経路の媒質は、対応する超音波送受波面と同じ媒質であるよう構成されている。
【００２５】
また、請求項６の発明では、超音波送受波素子と対応する超音波送受波面との間に介在する反射板は、曲面反射板と平面反射板とを単独または組み合わせて使用するよう構成されている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に関し、図面に基づき説明する。図１は本発明における第１実施例の超音波送受波器１を示す断面図である。送受波器ケース１０は、ウレタンゴムの箱型形状のケースである。水中への超音波の出入面である超音波送受波面４０は、本図の下側の太線部である。ウレタンゴムの音響インピーダンスは、水や海水とほぼ等しく、超音波送受波面４０での反射損失が極めて少なく、超音波が良く透過する材料である。
図１ａ）は、反射板の反射面が凹面である凹面反射板２０ａを使用している例であり、図１ｂ）は、反射板の反射面が凸面である凸面反射板２０ｂを使用している例である。（以下、凹面反射板２０ａまたは凸面反射板２０ｂを総称して曲面反射板２０と記載することもある。）
【００２７】
送受波器ケース１０内には、超音波送受波素子３０と曲面反射板２０とがあり、充填材１２で満たされている。超音波送受波素子３０は、片側の輻射面を除いて遮音材２１で包まれている。遮音材２１は、超音波送受波素子３０から不要方向への超音波の放射、または不要方向からの超音波送受波素子３０への超音波の入射を防ぐ役割をしている。この遮音材２１により、超音波送受波素子３０からの超音波の放射方向、または入射方向が曲面反射板２０の方向に制限される。
この遮音材２１の材質は、コルク材や単泡スポンジのように剛性が弱く内部に気泡を持つものを使用している。
【００２８】
超音波送受波素子３０は、チタン酸バリウムなどの圧電セラミックの素子である。そしてこの超音波送受波素子３０には、図示しない２つの電極があり、各電極から２本の信号線が出ている。この２本の信号線に、超音波送受波素子３０の共振周波数のトーンバースト状の電気パルス信号が、送信信号として入力される。この送信信号により、超音波送受波素子３０は、圧電逆効果により歪みを生じ、超音波送受波素子３０の厚み方向、即ち図１ａ）と図１ｂ）の左右方向に、振動し、左右の輻射面から超音波を放射する。
【００２９】
曲面反射板２０は、アルミ板等で作られており、図示するとおり一部が送受波器ケース１０に固定され、その周りは、充填材１２で満たされている。充填材１２としては、例えばヒマシ油などが使われる。
曲面反射板２０の音響インピーダンスは、充填材１２と比較して大きいので、曲面反射板２０は、充填材１２中では、超音波を良く反射する。僅かの超音波は、曲面反射板２０を透過する。この透過による影響を防ぐために曲面反射板２０の反射面と反対側に遮音材２１と同様の材質を貼り付ける場合がある（図示せず）。
【００３０】
超音波送受波素子３０から曲面反射板２０へ放射された超音波は、曲面反射板２０で反射し、超音波送受波面４０から超音波送受波器１の外部へ放射される。
図１ａ）では、凹面反射板２０ａで反射された超音波は、そのビームが収束され、指向角は小さくなり、超音波送受波面４０から超音波送受波器１の外部へ放射される。また、超音波送受波器１の外部から入射する超音波も、逆経路で、凹面反射板２０ａで反射し、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
同様に図１ｂ）では、凸面反射板２０ｂで反射した超音波は、そのビームが発散され、指向角は大きくなり、超音波送受波面４０から超音波送受波器１の外部へ放射される。また、超音波送受波器１の外部から入射する超音波も、逆経路で、凸面反射板２０ｂで反射し、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
図１ａ）と図１ｂ）の各超音波送受波器１では、同一輻射面積の超音波送受波素子３０を用いて曲面反射板２０の曲率を変えることにより、超音波送受波面４０での指向角を同一にすることができる。
【００３１】
図２は本発明における第２実施例の超音波送受波器２を示す断面図である。図１と同一符号の説明は省略する。送受波器ケース１０内には超音波送受波素子３０ａ、超音波送受波素子３０ｂと、曲面反射板２０と、平面反射板２０ｃとがあり、実施例１と同様に充填材１２で満たされている。また平面反射板２０ｃも、アルミ板等でつくられている。本実施例では、超音波送受波素子３０ａと超音波送受波素子３０ｂの輻射面の大きさは同一である。従って、超音波送受波素子３０ａを、送受信周波数５０ｋＨｚとし、超音波送受波素子３０ｂを、送受信周波数２００ｋＨｚとすると、超音波送受波素子３０ａは、超音波送受波素子３０ｂより輻射面での指向角は小さくなる。
【００３２】
図２ａ）は、凸面反射板２０ｂと平面反射板２０ｃを用いて、超音波送受波面４０から放射される異なる周波数の超音波の指向角を、高い周波数の超音波送受波素子の指向角に合わせる構成例を示す図である。
超音波送受波素子３０ａから平面反射板２０ｃへ放射された超音波は、平面反射板２０ｃで反射し、（１）式で算出される指向角で超音波送受波器２の外部へ放射される。そして、外部からの入射する超音波は、逆経路で、超音波送受波素子３０ａの輻射面に入射する。
同様に超音波送受波素子３０ｂから凸面反射板２０ｂへ放射された超音波は、凸面反射板２０ｂで反射して発散する。従って、この凸面反射板２０ｂの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも大きい指向角で超音波送受波器２の外部へ放射することができる。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
【００３３】
図２ｂ）は、凹面反射板２０ａと平面反射板２０ｃを用いて、超音波送受波面４０から放射される異なる周波数の超音波の指向角を、低い周波数の超音波送受波素子の指向角に合わせる構成例を示す図である。
超音波送受波素子３０ａから凹面反射板２０ａへ放射された超音波は、凹面反射板２０ａで反射して収束する。従って、この凹面反射板２０ａの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも小さい指向角で超音波送受波面４０から超音波送受波器２の外部へ放射することができる。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
同様に超音波送受波素子３０ｂから平面反射板２０ｃへ放射された超音波は、反射板２０ｃで反射し、（１）式で算出される指向角で超音波送受波器２の外部へ放射される。そして、外部からの入射する超音波は、逆経路で、超音波送受波素子３０ａの輻射面に入射する。
上述の図２ａ）および図２ｂ）では、超音波送受波素子３０ａと超音波送受波素子３０ｂの個々の輻射面での指向角は周波数の違いにより異なっている。しかし、上述のように構成することにより、超音波を曲面反射板２０に反射させることで、超音波送受波面４０での指向角を同一にすることができる。
【００３４】
図３は本発明における第３実施例の超音波送受波器３の構成を示す断面図である。図２と同一符号の説明は省略する。図２の場合と同様、超音波送受波素子３０ａと超音波送受波素子３０ｂの超音波送受波素子の輻射面の大きさは同一である。
図３ａ）は、凹面反射板２０ａ、凸面反射板２０ｂを用いて、超音波送受波面４０から放射される異なる周波数の超音波の指向角を、それぞれ収束または発散させることで、同じにする例を示す図である。
超音波送受波素子３０ａ（送受信周波数が超音波送受波素子３０ｂより低周波とする）から凹面反射板２０ａへ放射された超音波は、凹面反射板２０ａで反射し収束する。従って、この凹面反射板２０ａの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも小さい指向角で超音波送受波面４０から超音波送受波器３の外部へ放射することができる。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
同様に超音波送受波素子３０ｂ（送受信周波数が超音波送受波素子３０ａより高周波とする）から凸面反射板２０ｂへ放射された超音波は、凸面反射板２０ｂで反射して発散する。従って、この凸面反射板２０ｂの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも大きい指向角で超音波送受波面４０から超音波送受波器３の外部へ放射することができる。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０ａの輻射面に入射する。
【００３５】
図３ｂ）は、凸面反射板２０ｂと、凸面反射板２０ｂより曲率の大きい凸面反射板２０ｄを用いて、双方とも反射発散させることで、超音波送受波面４０から放射される、異なる周波数の超音波送受波面での指向角を、同じにする例を示す図である。
この凸面反射板２０ｄは、アルミ板等で作られている。ここで、超音波送受波素子３０ａと３０ｂとは同一の大きさの超音波送受波輻射面をもっている。
超音波送受波素子３０ａ（送受信周波数が超音波送受波素子３０ｂに比較して低い）から凸面反射板２０ｂへ放射された超音波は、凸面反射板２０ｂで反射して発散する。従って、この凸面反射板２０ｂの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも大きい指向角で、超音波送受波面４０から超音波送受波器３の外部へ放射することができる。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０ａの輻射面に入射する。
同様に超音波送受波素子３０ｂ（送受信周波数が超音波送受波素子３０ａに比較して高い）から凸面反射板２０ｄへ放射された超音波は、凸面反射板２０ｄで反射して発散する。従って、この凸面反射板２０ｄの曲率を適宜に選択することで、（１）式で算出される指向角よりも大きい指向角で、超音波送受波面４０から超音波送受波器３の外部へ放射される。そして、外部から入射する超音波も、逆経路で、超音波送受波素子３０ｂの輻射面に入射する。
超音波送受波素子３０ａと超音波送受波素子３０ｂの個々の輻射面での指向角は異なる。しかし、超音波を適宜な曲面反射板２０で反射させることにより、超音波送受波面４０から放射される際の指向角を、所定の周波数の指向角にすることができる。
【００３６】
図４は本発明における第４実施例の超音波送受波器４を示す断面図である。図２と同一符号の説明は省略する。送受波器ケース１０内には超音波送受波素子３０、曲面反射板２０と、平面反射板２０ｃとがあり、実施例１と同様に充填材１２で満たされている。
【００３７】
図４ａ）は、平面反射板２０ｃと凸面反射板２０ｂを用いて、超音波送受波素子３０から放射される超音波を２枚の反射板を用いて、超音波送受波面４０から放射される超音波の指向角を大きくする例を示す図である。また、平面反射板２０ｃと凸面反射板２０ｂとを用いることにより、超音波送受波素子３０から超音波送受波面４０までの経路長を長くしている。
超音波送受波素子３０から平面反射板２０ｃへ放射された超音波は、平面反射板２０ｃで反射する。そして、経路変更された超音波は、さらに凸面反射板２０ｂで反射して発散しする。これにより、超音波送受波素子３０から放射された超音波は超音波送受波素子３０の輻射面での指向角よりも大きい指向角で、超音波送受波面４０から放射される。そして、超音波送受波面４０から入射する超音波は、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
【００３８】
図４ｂ）は、凹面反射板２０ａと平面反射板２０ｃを用いて、超音波送受波素子３０から放射される超音波を２枚の反射板を用いて、超音波送受波面４０から放射される超音波の指向角を小さくする例を示す図である。また、図４ａ）と同様、超音波の経路長を長くしている。
超音波送受波素子３０から平面反射板２０ｃへ放射された超音波は、平面反射板２０ｃで反射する。そして、経路変更された超音波は、さらに凹面反射板２０ａで反射して収束する。これにより、超音波送受波素子３０から放射された超音波は、超音波送受波素子３０の輻射面での指向角よりも小さい指向角で、超音波送受波面４０から放射される。そして、超音波送受波器４の外部から入射する超音波は、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
【００３９】
図４ｃ）は、超音波送受波素子３０から放射される超音波の指向角を、凸面反射板２０ｂを２枚用いて、超音波送受波面４０から放射される際、超音波送受波素子３０から放射される指向角より大きくする例を示す図である。
超音波送受波素子３０から凸面反射板２０ｂ−１へ放射された超音波は、反射、発散する。そして、経路変更された超音波は、凸面反射板２０ｂ−２でさらに反射、発散する。このように、超音波送受波素子３０から放射されたときの指向角よりも大きい指向角で、超音波送受波面４０から放射される。そして、外部から入射する超音波は、逆経路で、超音波送受波素子３０の輻射面に入射する。
本実施例のように、複数の反射板を用いることにより、送受波器ケース１０の幅、即ち図４の送受波器輻射面の左右方向、をほとんど長くすることなく、超音波送受波素子３０と超音波送受波面４０との間の伝搬経路を長くすることができる。同時に、超音波送受波面４０での指向角を任意に設定することができる。
【００４０】
図５は、本発明における第５実施例の超音波送受波器５の構成を示す断面図である。図２と同一符号の説明は省略する。送受波器ケース１０内には超音波送受波素子３０と、曲面反射板２０を含む複数の反射板とがあり、実施例１と同様に充填材１２で満たされている。
本実施例は、超音波送受波素子３０ａおよび３０ｂと平面反射板２０ｃおよび曲面反射板２０で構成されている。
【００４１】
図５ａ）は、凹面反射板２０ａと複数の平面反射板２０ｃを用いて、構成されている。
本実施例において、超音波送受波素子３０ａおよび３０ｂから放射される超音波の経路および指向角については、前述と同様であり、説明を省略する。
【００４２】
図５ｂ）は、複数の曲面反射板２０と複数の平面反射板２０ｃを用いて、構成されている。
本実施例においても、超音波送受波素子３０ａおよび３０ｂから放射される超音波の経路および指向角については、前述と同様であり、説明を省略する。
【００４３】
図６は本発明における第６実施例の超音波送受波器６の構成を示す断面図である。送受波器ケース１０内の構造および原理は他の実施例と同じであるため前述してある各構成品についての説明は省略する。
本実施例では、超音波伝搬経路の媒質を充填材１２でなく充填物１３を用いている。充填材１３は、超音波送受波面４０と同じ材質、例えばウレタンゴムとされる。これにより製作コストが低下するとともに超音波送受波素子３０ａおよび３０ｂの輻射面超音波送受波面４０まで同一音響インピーダンスとなり、超音波信号の減衰を低減することができる。
【００４４】
以上各実施例で超音波送受波素子の送受波面の輻射面の大きさが同一であることは、説明した。超音波送受波素子の輻射面の大きさが同一であれば、供給できる送信電力も同一となり、超音波送受波器の探知範囲・感度等も同一とすることが可能である。また、本発明の超音波送受波器内に組み込まれた曲面反射板の曲率をかえることで同じ送信周波数の複数の超音波送受波器を具備し、各々の超音波送受波器の指向角を異ならせることが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる超音波送受波器は、超音波送受波素子と反射板と超音波送受波面とを含めて一体型とすることで、超音波送受波素子から放射された超音波は、反射板に反射することにより、超音波送受波素子の輻射面の大きさ・形状を変えることなく、超音波送受波器から放射される際の超音波の指向角を変えることができる。したがって、送受信周波数が異なる複数の周波数の超音波送受波器での探知範囲、感度を同一にできる。さらに送受信周波数が同じ複数の周波数の超音波送受波器では、それぞれ異なる指向角を持たせることでより精密な探知ができるという効果が奏される。
【００４６】
また、超音波送受波素子から放射された超音波を反射板に反射させることで、超音波送受波器内の伝搬経路が長くなり、超音波送受波素子の送信直後の残響に影響されることなく、超音波送受波器近傍を探知できるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の超音波送受波器１を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の超音波送受波器２を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例の超音波送受波器３を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例の超音波送受波器４を示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施例の超音波送受波器５を示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施例の超音波送受波器６を示す断面図である。
【符号の説明】
１０送受波器ケース
１２充填材
１３充填材
２０曲面反射板
２０ａ凹面反射板
２０ｂ凸面反射板
２０ｃ平面反射面
２０ｄ凸面反射板
２１遮音材
３０超音波送受波素子
３０ａ超音波送受波素子
３０ｂ超音波送受波素子
４０超音波送受波面

Claims

超音波を送信し、その反射波を受信する超音波送受波器であって、
超音波送受波素子と、反射板と、超音波送受波面とを含めて一体型とすること、
前記超音波送受波素子と前記超音波送受波面との間は、前記反射板を介した超音波伝播経路であることを特徴とする超音波送受波器。
請求項１において、
前記超音波送受波素子は、複数具備されていることを特徴とする超音波送受波器。
請求項２において、
前記複数の超音波送受波素子の各々の対応する超音波送受波面での超音波放射の指向角が同一であることを特徴とする超音波送受波器。
請求項１乃至３のそれぞれにおいて、
前記超音波送受波素子と対応する前記超音波送受波面との間の伝播経路長は、当該伝播経路の媒質内を前記超音波送受波素子の残響時間の超音波伝播距離よりも、長いことを特徴とする超音波送受波器。
請求項１乃至４のそれぞれにおいて、
前記超音波送受波素子と対応する前記超音波送受波面との間の伝播経路の媒質は、対応する前記超音波送受波面と同じ媒質であることを特徴とする超音波送受波器。
請求項３において、
前記超音波送受波素子と対応する前記超音波送受波面との間に介在する反射板は、曲面反射板と平面反射板とを単独または組み合わせて使用することを特徴とする超音波送受波器。