JP2641785B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超音波、電磁波その他の波動を用いた測
定装置に関するものである。

特に、パルス圧縮方式を用いた超音波非破壊検査装置
などの測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の測定装置については、例えば、次に掲
げる文献Ａ、Ｂ及びＣに示されている。

文献A::ビー．ビー．リーとイー．エス．ファーガソ
ン「高速デジタル・ゴーレイコード探傷システム」ザ・
アイトリプルイー超音波シンポジウムの議事録1981年，
第888頁〜第891頁。

（B.B.Lee and E.S.Furgason,「High−Speed Digital G
olay Code Flaw Detection System,」in Proceeding of
the IEEE Ultrasonics Symposium,1981,pp.888−891） 文献B:ビー．ビー．リーとイー．エス．ファーガソン
「超音波エヌ，デー．イー相関探傷システムの評価」音
波及び超音波のアイトリプルイー会報vol.SU−29,no.6,
11月,1982年，第359頁〜第369頁。

（B.B.Lee and E.S.Furgason,「An Evaluation of Ultr
asound NDE Correlation Flaw Detection Systems,」IE
EE Transactions on Sonics and Ultrasonics,vol.SU−
29,no.6,November,1982,pp.359−369） 文献C:ビー．ビー．リーとイー．エス．ファーガソン
「高速デジタル・ゴーレイコード探傷システム」超音
波、７月、1983年，第153頁〜第161頁。

（B.B.Lee and E.S.Furgason,「High−Speed Digital G
olay Code Flaw Detection System,」Ultrasonics,Jul
y,1983,pp.153−161） 従来例の構成を第38図を参照しながら説明する。

第38図は、文献Ｃに示された従来の超音波を用いた測
定装置を示すブロック図である。

第38図において、従来の測定装置は、信号源（１）
と、この信号源（１）に接続されたデジタル遅延線
（２）と、信号源（１）及びデジタル遅延線（２）に接
続されたバイポーラ変換器（３）と、このバイポーラ変
換器（３）に接続されたトランスミッタ（４）と、同じ
く信号源（１）及びデジタル遅延線（２）に接続された
バイポーラ変換器（５）と、超音波探触子（６）と、こ
の超音波探触子（６）、トランスミッタ（４）及びバイ
ポーラ変換器（５）に接続されたアナログ相関器（７）
と、このアナログ相関器（７）に接続された表示器
（８）と、システムコントロール（９）とから構成され
ている。

なお、超音波探触子（６）は、水槽の水中に設置さ
れ、超音波探触子（６）の対向する位置に真ちゅうのタ
ーゲットＳが配置されている。また、アナログ相関器
（７）は、超音波探触子（６）及びバイポーラ変換器
（５）に接続された掛算器（7a）、この掛算器（7a）に
接続された積分器（7b）とから構成されている。さら
に、信号源（１）とバイポーラ変換器（３）及び（５）
との間、デジタル遅延線（２）とバイポーラ変換器
（３）及び（５）との間にはANDゲート等の論理回路が
挿入されている。システムコントロール（９）は、制御
するために上述した各機器、回路に接続されている。

つぎに、上述した従来例の動作を第39図及び第40図を
参照しながら説明する。

第39図及び第40図は、文献Ｂに示された従来の測定装
置の送信信号及び圧縮パルスを示す波形図である。

第39図において、横軸はビット（BITS）の単位で表さ
れているが、単位のビットに単位の時間を対応させれば
横軸の単位は時間として読み替えることができる。文献
Ｂでは、単位のビットに対応させる単位の時間を記号δ
で表している。したがって、第39図に示す送信信号のパ
ルス幅は、63×δである。

この送信信号は、振幅が特殊な系列により符号化され
た、周波数帯がベースバンドの信号である。振幅の符号
化については、後述することとし、まず、使用されてい
る系列について説明する。

使用されている系列は、長さが63ビットの有限長系列
であり、周期長が63ビットの周期系列であるｍ系列（ma
ximal length sequence）を、一周期で打ち切って作ら
れている。

ｍ系列については、例えば「符号理論」宮川洋、岩垂
好裕、今井秀樹共著、昭和54年６月29日昭晃堂刊、第47
4頁〜第499頁（以下、文献Ｄと略称する。）に詳しく述
べられている。

ｍ系列は、長さが無限長の周期系列であり、系列をな
す成分が２つの要素からなる２値系列である。２つの要
素には、符号＋と符号−が割り当てられる場合もある
し、数値＋１と数値−１、あるいは、数値１と数値０と
が割り当てられる場合もある。第39図の例では、周期長
が63ビットで、長さが無限長のｍ系列をもとにして、そ
の一周期を取り出して有限長系列を作っている。

次に、この有限長系列を用いた振幅の符号化について
説明する。

有限長系列をなす一方の要素に振幅＋１を、他方の要
素に振幅−１を対応させて、系列の２つの要素の表れる
順番にしたがって、単位時間δ毎に振幅を相対値で±１
に変調している。このような信号は、振幅を符号化され
た波形を有する信号と呼ばれる。

第40図において、第39図と同様に、横軸はビットの単
位で表示されているが、単位のビットに単位の時間δを
対応させれば、横軸の単位は時間として読み替えること
ができる。

この圧縮パルスは、長さ64ビットの有限長系列により
振幅符号化した送信信号を用いた場合の例である。この
系列は、第39図の送信信号を生成するときに用いた長さ
63ビットの有限長系列に、１ビットを付加して作られた
ものである。したがって、この送信信号のパルス幅は、
64×δである。エコーのパルス幅もこれとほぼ同等の長
さである。

しかしながら、第40図で示すように、圧縮パルスのエ
ネルギーの大半は、図中、中央の時間幅内（数ビット×
δ）に集中している。この中央の振幅の大きい信号部分
は、圧縮パルスの主ローブと呼ばれる。主ローブのパル
ス幅は短い。これは、送信信号のパルス幅と同等に長い
時間にわたってほぼ一様に分布していたエコーのエネル
ギーが、時間軸上のほぼ一点に圧縮されたことを意味し
ている。主ローブの両側における振幅の小さい信号部分
は、圧縮パルスのレンジサイドローブと呼ばれる。

さて、信号源（１）及びデジタル遅延線（２）から、
バイポーラ変換器（３）及びトランスミッタ（４）を介
して、第39図で示したような、送信信号が生成される。
この送信信号により超音波探触子（６）が駆動される。

超音波探触子（６）から水中に放射された超音波は、
ターゲットＳにより反射され、再び超音波探触子（６）
により受信される。超音波探触子（６）により受信され
たエコーは、アナログ相関器（７）の掛算器（7a）に伝
達される。

上述したエコーのパルス幅は、送信信号と同等に長
い、すなわち、エコーのエネルギーは、送信信号のパル
ス幅にほぼ相当する長い時間（第39図の場合では、ほぼ
63×δ、第40図の場合では、ほぼ64×δ）にわたって、
ほぼ一様に分布している。

一方、前記送信信号と同じ信号が、デジタル遅延線
（２）及びバイポーラ変換器（５）を介して、アナログ
相関器（７）の掛算器（7a）に伝達される。

アナログ相関器（７）は、エコーと送信信号との間の
相関演算を実行する。この相関演算により、送信信号と
同等に長い時間にわたって、時間軸上にほぼ一様に広が
って分布していたエコーのエネルギーは、時間軸上のほ
ぼ一点に圧縮される。圧縮されて得られたパルスは、圧
縮パルスと呼ばれる。

アナログ相関器（７）により得られる圧縮パルスは、
表示器（８）に伝達され、最終結果として表示される。

上述した従来の測定装置の距離分解能は、圧縮パルス
の主ローブのパルス幅（以下、圧縮パルスのパルス幅と
略称する。）により決まる。送信信号のパルス幅が長い
にもかかわらず、圧縮パルスのパルス幅は上述したよう
に短い。したがって、もともとパルス幅の短い送信信号
を用いたパルスエコー法による測定装置の場合と同等の
分解能が得られる。

一方、S/N比（信号対雑音比）は、送信信号の平均送
信エネルギーが大きいほど高くなる。平均送信エネルギ
ーは、送信信号のパルス幅が長いほど大きい。したがっ
て、従来の測定装置は、もともとパルス幅の短い送信信
号を用いたパルスエコー法に比べ、高いS/N比が得られ
る。

以上のように、従来の測定装置は、分解能も優れ、S/
N比も高くとれる。

ところで、エコーと送信信号との相関演算とは、エコ
ー及び送信信号をｒ（ｔ）及びｓ（ｔ）とすると、 ∫ｓ（ｔ−τ）ｒ（ｔ）dt ［積分範囲：−∞〜∞］ …式 で表わされる演算を、τを変数とした新たな関数を求め
る演算である。この新たな関数は相関関数と呼ばれ、上
記圧縮パルスに相当する。もちろん、エコーｒ（ｔ）又
は送信信号ｓ（ｔ）のどちらか一方が有限の時間範囲内
でのみ零以外の値をとり、その時間範囲以外では零とな
る関数ならば、上記積分範囲は有限となる。

従来の測定装置では、上述したように、エコーと送信
信号との相関演算はアナログ相関器（７）を用いて行っ
ている。しかし、アナログ相関器（７）は、掛算器（7
a）と積分器（7b）とだけで構成されている。このた
め、式における変数τを変える操作は外部から行う必
要がある。つまり、送信信号ｓ（ｔ）をτだけ遅らせる
操作は、デジタル遅延線（２）とシステムコントロール
（９）とにより行われ、掛算器（7a）にはｓ（ｔ−τ）
が入力される。これは、つぎのことを意味している。

まず、アナログ相関器（７）のみでは、式における
変数τを変える操作は行われていないので、アナログ相
関器（７）は正確には相関器ではない。さらに、１回の
送信だけでは圧縮パルス（相関関数）の時間波形は求ま
らない。つまり、１回の送信から求まるのは、変数τを
ある値に固定したときの、その値における圧縮パルスの
値のみである。圧縮パルスの時間波形を求めるには、変
数τを逐次変えながら何回か送信を繰り返す必要があ
る。

したがって、最終結果が得られるまでにかなりの時間
を必要とする。

式で示される相関演算を行うための他の相関器につ
いて第41図を参照しながら説明する。

第41図は、この発明と関連する特願平１−45316号に
示された他の相関器を示すブロック図である。

第41図において、相関器（10）は、タップ付遅延線
（10a）と、このタップ付遅延線（10a）の各出力タップ
に接続された複数の掛算器（10b）と、これら複数の掛
算器（10b）に接続された加算器（10c）とから構成され
ている。

この相関器（10）は、式がつぎのように変形できる
ことを利用して、相関演算を実現している。すなわち、
式はつぎのように変形できる。

∫ｓ（ｔ−τ）ｒ（ｔ）dt ［積分範囲：−∞〜∞］ ＝∫ｒ（ｔ＋τ）ｓ（ｔ）dt ［積分範囲：−∞〜∞］ ＝∫ｒ（ｔ＋τ）ｓ（ｔ）dt ［積分範囲:0〜Ｔ］ ≒Σｒ（ｋΔｔ＋ｌΔｔ）ｓ（ｋΔｔ） ［ｋ＝１〜Ｋ］ …式 ただし、送信信号ｓ（ｔ）は、０〜Ｔの時間範囲以外
では零をとるものとしている。また、ｋ、ｌは整数、Δ
ｔはサンプリング間隔、Ｋは定数であり、ｔ＝ｋΔｔ、
τ＝ｌΔｔ、Ｔ＝ＫΔｔである。

相関器（10）では、Δｔはタップ付遅延線（10a）の
遅延時間、Ｋはタップ総数である。エコーｒ（ｔ）がタ
ップ付遅延線（10a）に入力されると、例えば、ｋ番目
のタップの出力は、あらかじめ用意された重みｓ（ｋΔ
ｔ）が掛算器（10b）により掛算される。その後、加算
器（10c）は、すべてのタップの出力を加算し、その結
果は上述した式に等しい。

この相関器（10）では、変数τを変える操作は、エコ
ーｒ（ｔ）をタップ付遅延線（10a）に時間的に逐次入
力することに相当する。エコーｒ（ｔ）は、当然のこと
ながら、超音波探触子（６）から時間的に逐次入力され
てくる。したがって、変数τを変える操作は自動的に行
われている。すなわち、第41図に示す相関器（10）で
は、１回の送信だけで圧縮パルスの時間波形を得ること
ができる。

しかし、送信信号の継続時間が長くなると、つまり、
上述のＴが大きくなるにしたがって、タップ数Ｋの多い
タップ付遅延線（10a）が要求される。これに伴い、掛
算器（10b）の個数も多く必要となる。さらに、加算器
（10c）も、入力端子数の多いものが要求される。この
ように、掛算器（10b）の個数が多くなるほど、また、
加算器（10c）の入力端子数が多くなるほど、実現でき
る相関器（10）の動作スピードは遅くなってくる。ま
た、装置の価格も高くなる。

さらに、従来の装置においては、第40図で示したよう
に、圧縮パルスのサイドローブレベルが大きい欠点もあ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来の測定装置では、最終結果である
圧縮パルスを得るのに時間がかかり、これを短くして実
時間性を実現しようとすると動作スピードが遅くなると
いう問題点があった。

また、圧縮パルスのサイドローブレベルが大きいとい
う問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされ
たもので、低価格で動作スピードを速くすることがで
き、低サイドローブレベルの圧縮パルスを得ることがで
きる測定装置を得ることを目的とする。

特に、原理的に零レンジサイドローブが実現できる測
定装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る測定装置は、次に掲げる手段を備えた
ものである。

〔１〕 第１の系列及びこの第１の系列とは異なる第２
の系列にそれぞれ基づいて第１及び第２の基本単位信号
を生成し、前記第１の基本単位信号並びに第３の系列に
基づいて第１の送信信号、前記第１の基本単位信号並び
に前記第３の系列とは異なる第４の系列に基づいて第２
の送信信号、前記第２の基本単位信号並びに前記第３の
系列に基づいて第３の送信信号、並びに前記第２の基本
単位信号並びに前記第４の系列に基づいて第４の送信信
号を発生する送信信号発生手段。

〔２〕 前記第１、第２、第３並びに第４の送信信号に
より励振されて波動を対象物に送信する送信手段。

〔３〕 前記第１、第２、第３並びに第４の送信信号に
それぞれ対応する前記対象物から反射された第１、第
２、第３並びに第４のエコーを受信する受信手段。

〔４〕 前記第１の系列に基づいて生成される第１の参
照信号を用いて、前記第１並びに第２のエコーを相関処
理するとともに、前記第２の系列に基づいて生成される
第２の参照信号を用いて、前記第３並びに第４のエコー
を相関処理する第１の相関手段。

〔５〕 前記第３の系列に基づいて生成される第３の参
照信号を用いて、前記第１並びに第３のエコーに対応す
る前記第１の相関手段の出力を相関処理するとともに、
前記第４の系列に基づいて生成される第４の参照信号を
用いて、前記第２並びに第４のエコーに対応する前記第
１の相関手段の出力を相関処理する第２の相関手段。

〔６〕 前記第１、第２、第３並びに第４のエコーに対
応する前記第２の相関手段のそれぞれの出力を加算する
加算手段。

［作用］ この発明においては、送信信号発生手段によって、第
１の系列及びこの第１の系列とは異なる第２の系列にそ
れぞれ基づいて第１及び第２の基本単位信号が生成さ
れ、前記第１の基本単位信号並びに第３の系列に基づい
て第１の送信信号、前記第１の基本単位信号並びに前記
第３の系列とは異なる第４の系列に基づいて第２の送信
信号、前記第２の基本単位信号並びに前記第３の系列に
基づいて第３の送信信号、並びに前記第２の基本単位信
号並びに前記第４の系列に基づいて第４の送信信号が発
生される。

また、送信手段によって、前記第１、第２、第３並び
に第４の送信信号により励振されて波動が対象物に送信
され、受信手段によって、前記第１、第２、第３並びに
第４の送信信号にそれぞれ対応する前記対象物から反射
された第１、第２、第３並びに第４のエコーが受信され
る。

さらに、第１の相関手段によって、前記第１の系列に
基づいて生成される第１の参照信号を用いて、前記第１
並びに第２のエコーが相関処理されるとともに、前記第
２の系列に基づいて生成される第２の参照信号を用い
て、前記第３並びに第４のエコーが相関処理される。

さらに、第２の相関手段によって、前記第３の系列に
基づいて生成される第３の参照信号を用いて、前記第１
並びに第３のエコーに対応する前記第１の相関手段の出
力が相関処理されるとともに、前記第４の系列に基づい
て生成される第４の参照信号を用いて、前記第２並びに
第４のエコーに対応する前記第１の相関手段の出力が相
関処理される。

そして、加算手段によって、前記第１、第２、第３並
びに第４のエコーに対応する前記第２の相関手段のそれ
ぞれの出力が加算される。

［実施例］ これから、この発明の６つの実施例を順次説明する。

まず、この発明の第１実施例の構成を第１図を参照し
ながら説明する。

第１図は、この発明の第１実施例を示すブロック図で
あり、超音波探触子（６）及び表示器（８）は第38図で
示した上記従来装置のものと全く同一である。

第１図において、この発明の第１実施例は、上述した
従来装置のものと全く同一のものと、振幅符号化送信信
号発生器（1A）と、この振幅符号化送信信号発生器（1
A）及び超音波探触子（６）に接続された第１の相関器
（11）と、この第１の相関器（11）及び振幅符号化送信
信号発生器（1A）に接続された第２の相関器（12）と、
この第２の相関器（12）に入力側が接続されかつ表示器
（８）に出力側が接続されたメモリ機能を含む加算器
（15）とから構成されている。

なお、超音波探触子（６）は振幅符号化送信信号発生
器（1A）にも接続され、試験体Ｓに接触している。

つぎに、上述した第１実施例の動作を第２図から第７
図までを参照しながら説明する。

第２図及び第３図はこの発明の第１実施例における第
１及び第２の基本単位信号を示す波形図、第４図、第５
図、第６図及び第７図はこの発明の第１実施例における
第１、第２、第３及び第４の送信信号を示す波形図であ
る。

振幅符号化送信信号発生器（1A）は、第１の系列
｛ａ｝、第２の系列｛ｂ｝、第３の系列｛ｐ｝及び第４
の系列｛ｑ｝を発生し、第１の系列｛ａ｝及び第２と系
列｛ｂ｝によりそれぞれ規定される第１及び第２の基本
単位信号を発生する。第１及び第２の基本単位信号をそ
れぞれｇa（ｔ）及びｇb（ｔ）で表わす。ただし、ｔは
時間である。

また、振幅符号化送信信号発生器（1A）は、第３の系
列｛ｐ｝及び第１の基本単位信号ｇa（ｔ）により第１
の送信信号を発生する。第４の系列｛ｑ｝及び第１の基
本単位信号ｇa（ｔ）により第２の送信信号を発生す
る。

第３の系列｛ｐ｝及び第２の基本単位信号ｇb（ｔ）
により第３の送信信号を発生する。さらに、第４の系列
｛ｑ｝及び第２の基本単位信号ｇb（ｔ）により第４の
送信信号を発生する。第１、第２、第３及び第４の送信
信号を、それぞれ、ｓap（ｔ）、ｓaq（ｔ）、ｓbp
（ｔ）及びｓbq（ｔ）で表わす。

そして、上記第１、第２、第３及び第４の送信信号を
ある一定の送信繰り返し周期Trで、逐次、超音波探触子
（６）に伝達する。

第１の基本単位信号ｇa（ｔ）は、第２図に示すよう
に、第１の系列｛ａ｝として、長さＭが８である。

｛ａ｝＝｛a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈｝ ＝｛＋、＋、＋、−、＋、＋、−、＋｝ を採用し、従来と同様に、振幅を符号化した波形を有す
る信号である。第１系列｛ａ｝と振幅符号化との間の関
係をわかりやすくするために、この系列の符号（±）を
図中にあわせて記入してある。また、図中、δは固定時
間である。

第２図の基本単位信号ｇb（ｔ）は、第３図に示すよ
うに、第２の系列｛ｂ｝として、長さＭが８である。

｛ｂ｝＝｛b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆、b₇、b₈｝ ＝｛＋、−、＋、＋、＋、−、−、−｝ を採用し、従来と同様に、振幅を符号化した波形を有す
る信号である。第２の系列｛ｂ｝と振幅符号化との間の
関係をわかりやすくするために、この系列の符号｛±｝
を図中にあわせて記入してある。

第１の送信信号ｓap（ｔ）は、第４図に示すように、
第３の系列｛ｐ｝として、長さＮが４である、 ｛ｐ｝＝｛p₁、p₂、p₃、p₄｝ ＝｛＋、＋、＋、−｝ を採用し、この系列と第２図に示した第１の基本単位信
号ｇa（ｔ）とから、次に述べる手順にしたがって発生
した信号である。すなわち、第３の系列｛ｐ｝の符号＋
には第１の基本単位信号ｇa（ｔ）を割り当て、符号−
には第１の基本単位信号ga（ｔ）に−１を掛けて得られ
る信号−ｇa（ｔ）を割り当てて、第３の系列｛ｐ｝の
符号の現れる順序にしたがって、±ｇa（ｔ）が時間軸
上に配列されている。第３の系列｛ｐ｝の符号（±）
と、信号±ｇa（ｔ）との間の関係をわかりやすくする
ため、図中、第３の系列｛ｐ｝の系列の符号をあわせて
記入してある。Tpは固定時間である。

第２の送信信号ｓap（ｔ）は、第５図に示すように、
第４の系列｛ｑ｝として、長さＮが４である、 ｛ｑ｝＝｛q₁、q₂、q₃、q₄｝ ＝｛＋、−、＋、＋｝ を採用し、この系列と第２図に示した第１の基本単位信
号ｇa（ｔ）とから、上記第１の送信信号の発生手順と
同様の手順にしたがって発生した信号である。すなわ
ち、第４の系列｛ｑ｝の符号＋には第１の基本単位信号
ｇa（ｔ）を割り当て、符号−には第１の基本単位信号
ｇa（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇa（ｔ）を割
り当てて、第４の系列｛ｑ｝の符号の現れる順序にした
がって、±ｇa（ｔ）が時間軸上に配列されている。第
４の系列｛ｑ｝の符号（±）と、信号±ｇa（ｔ）との
間の関係をわかりやすくするため、図中、第４の系列
｛ｑ｝の系列の符号をあわせて記入してある。

第３の送信信号ｓbp（ｔ）は、第６図に示すように、
第３の系列｛ｐ｝と第３図に示した第２の基本単位信号
ｇb（ｔ）とから、上記第１の送信信号の発生手順と同
様の手順にしたがって発生した信号である。すなわち、
第３の系列｛ｐ｝の符号＋には第２の基本単位信号ｇb
（ｔ）を割り当て、符号−には第２の基本単位信号ｇb
（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇb（ｔ）を割り
当てて、第３の系列｛ｐ｝の符号±の現れる順序にした
がって、±ｇb（ｔ）が時間軸上に配列されている。第
３の系列｛ｐ｝の符号±と、信号±ｇb（ｔ）との間の
関係をわかりやすくするために、図中、第３の系列
｛ｐ｝の符号±をあわせて記入してある。

第４の送信信号ｓbq（ｔ）は、第７図に示すように、
第４の系列｛ｑ｝と第３図に示した第２の基本単位信号
ｇb（ｔ）とから、上記第１の送信信号の発生順と同様
の手順にしたがって発生した信号である。すなわち、第
４の系列｛ｑ｝の符号＋には第２の基本単位信号ｇb
（ｔ）を割り当て、符号−には第２の基本単位信号ｇb
（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇb（ｔ）を割り
当てて、第４の系列｛ｑ｝の符号±の現れる順序にした
がって、±ｇb（ｔ）が時間軸上に配列されている。第
４の系列｛ｑ｝の符号±と、信号±ｇb（ｔ）との間の
関係をわかりやすくするために、図中、第４の系列
｛ｑ｝の符号±をあわせて記入してある。

超音波探触子（６）は、上記第１、第２、第３及び第
４の送信信号により駆動されて、超音波を試験体Ｓ内へ
送信する。そして、超音波探触子（６）は、試験体Ｓ内
の欠陥などの反射体により反射されたエコーを受信す
る。第１、第２、第３及び第４の送信信号にそれぞれ対
応するエコーを、第１、第２、第３及び第４のエコーと
呼ぶこととする。第１、第２、第３及び第４のエコーを
それぞれ、ｒap（ｔ）、ｒaq（ｔ）、ｒbp（ｔ）及びｒ
bq（ｔ）で表わす。

受信された第１、第２、第３及び第４のエコーは、第
１の相関器（11）に伝達される。

一方、第１のエコーｒap（ｔ）及び第２のエコーｒaq
（ｔ）の相関処理に用いられる第１の参照信号が、振幅
符号化送信信号発生器（1A）により発生され、同じく第
１の相関器（11）に伝達される。第１の参照信号は第１
の系列｛ａ｝に関連した信号である。この第１の参照信
号をｕa（ｔ）で表わす。また、第３のエコーｒbp
（ｔ）及び第４のエコーｒbq（ｔ）の相関処理に用いら
れる第２の参照信号が、振幅符号化送信信号発生器（1
A）により発生され、同じく第１の相関器（11）に伝達
される。上記第２の参照信号は、第２の系列｛ｂ｝に関
連した信号である。この第２の参照信号をｕb（ｔ）で
表わす。

第１の相関器（11）では、第１のエコーｒap（ｔ）と
第１の参照信号ｕa（ｔ）との間で相関演算を実行す
る。この相関演算結果をCaap（ｔ）で表し、第１の相関
器（11）の第１の相関演算結果と呼ぶ。また、第１の相
関器（11）では、第２のエコーｒaq（ｔ）と第１の参照
信号ｕa（ｔ）との間で相関演算を実行する。この相関
演算結果をCaaq（ｔ）で表し、第１の相関器（11）の第
２の相関演算結果と呼ぶ。さらに、第１の相関器（11）
では、第３のエコーｒbp（ｔ）と第２の参照信号ｕb
（ｔ）との間で相関演算を実行する。この相関演算結果
をCbbp（ｔ）で表し、第１の相関器（11）の第３の相関
演算結果と呼ぶ。また、第１の相関器（11）では、第４
のエコーｒbq（ｔ）と第２の参照信号ｕb（ｔ）との間
で相関演算を実行する。この相関演算結果をCbbq（ｔ）
で表し、第１の相関器（11）の第４の相関演算結果と呼
ぶ。

第１の相関器（11）の第１、第２、第３及び第４の相
関演算結果は、第２の相関器（12）に伝達される。

一方、第２の相関器（12）における相関処理に用いら
れる第３の参照信号が、振幅符号化送信信号発生器（1
A）により発生され、第２の相関器（12）に伝達され
る。この第３の参照信号は、第３の系列｛ｐ｝に関連し
た信号である。第３の参照信号をｕp（ｔ）で表わす。
また、第２の相関器（12）における相関処理に用いられ
る第４の参照信号が、振幅符号化送信信号発生器（1A）
により発生され、第２の相関器（12）に伝達される。こ
の第４の参照信号は、第４の系列｛ｑ｝に関連した信号
である。第４の参照信号をｕq（ｔ）で表わす。

第２の相関器（12）では、上述した第１の相関演算結
果Caap（ｔ）と第３の参照信号ｕp（ｔ）との間、第２
の相関演算結果Caaq（ｔ）と第４の参照信号ｕq（ｔ）
との間、第３の相関演算結果Cbbp（ｔ）と第３の参照信
号ｕp（ｔ）との間、及び第４の相関演算結果Cbbq
（ｔ）と第４の参照信号ｕq（ｔ）との間で相関演算を
実行する。これらの相関演算結果を、Caapp（ｔ）、Caa
qq（ｔ）、Cbbpp（ｔ）及びCbbpp（ｔ）で表し、それぞ
れ第１、第２、第３及び第４の圧縮パルスと呼ぶ。

前記第１、第２、第３及び第４の圧縮パルスは、加算
器（15）に伝達され、記憶される。加算器（15）では、
前記第１、第２、第３及び第４の圧縮パルスを加算す
る。すなわち、 Caapp（ｔ）＋Caaqq（ｔ）＋Cbbpp（ｔ）＋Cbbqq
（ｔ）の演算を行う。この加算結果を合成圧縮パルスと
呼ぶ。

前記合成圧縮パルスは、加算器（15）から表示器
（８）に伝達され、従来と同様に表示される。

つぎに、上述したこの発明の第１の実施例の動作原理
及び効果を第８図から第21図までを参照しながら説明す
る。

第８図及び第９図はこの発明の第１実施例の第１及び
第２の基本単位圧縮パルスを示す波形図、第10図、第11
図、第12図及び第13図はそれぞれ第１の相関器（11）の
第１、第２、第３及び第４の相関演算結果を示す波形
図、第14図及び第15図はそれぞれ第３及び第４の参照信
号を示す波形図、第16図、第17図、第18図及び第19図は
それぞれ第１、第２、第３及び第４の圧縮パルスを示す
波形図、第20図は合成圧縮パルスを示す波形図、第21図
は合成基本単位圧縮パルスを示す波形図である。

第４図で示した第１の送信信号ｓap（ｔ）は、次の式
で表わされる。

ｓap（ｔ）＝Σp_iga［ｔ−（ｉ−１）Tp］ （和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝p₁ga（ｔ）＋p₂ga（ｔ−Tp） ＋p₃ga（ｔ−2Tp） ＋p₄ga（ｔ−3Tp） …式 ここで、p_i（ｉ＝１、２、…、Ｎ）の符号（±）は±
１（複合同順）と同一とみなして掛算している（以下同
様）。

第５図に示した第２の送信信号ｓaq（ｔ）は、式の
右辺において、第１の系列の要素p_iを第２の系列の要素
q_iで置き換えた式で表わされる。第６図に示した第３の
送信信号ｓbp（ｔ）は、式の右辺において、第１の基
本単位信号ｇa（ｔ）を第２の基本単位信号ｇb（ｔ）で
置き換えた式で表わされる。また、第７図に示した第４
の送信信号ｓbq（ｔ）は、式の右辺において、第１の
系列の要素p_iを第２の系列q_iで置き換えるとともに、第
１の基本単位信号ｇa（ｔ）を第２の基本単位信号ｇb
（ｔ）で置き換えた式で表わされる。ただし、時間原点
は、第２、第３及び第４の送信信号が発生された時間に
取り直している、 第１のエコーｒap（ｔ）は、次の式で表わされる。

ｒap（ｔ）＝C₀× ∫ｓap（t₁）ｈ（ｔ−t₀−t₁）dt₁ ［積分範囲：−∞〜∞］ …式 ここで、C₀は定数を表わす。また、ｈ（ｔ）は、振幅
符号化送信信号発生器（1A）の出力端から、超音波探触
子（６）、試験体Ｓの反射体、再び超音波探触子（６）
を経由して、第１の相関器（11）の入力端に至るまでの
信号伝搬経路における周波数応答特性の逆フーリエ変換
を表わす。すなわち、前記信号伝搬経路のインパルス応
答を表わす。また、t₀は試験体Ｓ内の反射体まで超音波
が往復するのに要する時間である。

C₀＝１としても一般性を失わないので、以下C₀＝１と
して説明する。

第２のエコーｒaq（ｔ）、第３のエコーｒbp（ｔ）及
び第４のエコーｒbq（ｔ）は、式の右辺において第１
の送信信号ｓap（ｔ）を、それぞれ、第２の送信信号ｓ
aq（ｔ）、第３の送信信号ｓbp（ｔ）及び第４の送信信
号ｓbq（ｔ）で置き換えた式で表せる。

第１の相関器（11）の第１の相関演算結果Caap（ｔ）
は、次の式で表わされる。

Caap（ｔ）＝ ∫ｕa（t₂−ｔ）ｒap（t₂）dt₂ ［積分範囲：−∞〜∞］ …式 なお、この相関演算結果は、 Aa（ｔ） ＝∫∫ｕa（t₂−ｔ）ｇa（t₁）ｈ（t₂−t₁）dt₁dt₂ ［積分範囲：−∞〜∞］ …式 とおけば、式〜式から次式に等しい。

Caap（ｔ）＝Σp_iAa［ｔ−t₀−（ｉ−１）Tp］ （和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝p₁Aa（ｔ−t₀） ＋p₂Aa（ｔ−t₀−Tp） ＋p₃Aa（ｔ−t₀−2Tp） ＋p₄Aa（ｔ−t₀−3Tp） …式 この式において、Aa（ｔ−t₀）は、第１の基本単位
信号ｇa（ｔ）により超音波探触子（６）を駆動し、こ
のとき得られるエコーを、参照信号として上記第１の参
照信号ｕa（ｔ）を用いて相関処理して得られる圧縮パ
ルスに対応している。この圧縮パルスを、第１の基本単
位圧縮パルスと呼ぶ。

また、式より、Caap（ｔ）は、上記第１の基本単位
圧縮パルスAa（ｔ−t₀）を４個、時間軸上に０、Tp、2T
p、3Tpだけずらして配置し、それぞれ、第３の系列
｛ｐ｝の成分p₁、p₂、p₃、p₄を掛けて加算したものに等
しいことがわかる。

第１の相関器（11）の第２の相関演算結果Caap（ｔ）
は、式の右辺において、第１のエコーｒap（ｔ）を第
２のエコーｒaq（ｔ）で置き換えた式で表せる。また、
これは、式の右辺において、p_iをq_iで置き換えた式に
等しい。同様に、第３の相関演算結果Cbbp（ｔ）は、式
の右辺において、第１のエコーｒap（ｔ）を第２のエ
コーｒaq（ｔ）で置き換えるとともに、第１の参照信号
ｕa（ｔ）を第２の参照信号ｕb（ｔ）で置き換えた式で
表せる。また、これは、 Ab（ｔ） ＝∫∫ｕb（t₂−ｔ）ｇb（t₁）ｈ（t₂−t₁）dt₁dt₂ ［積分範囲：−∞〜∞］ 式 とおけば、式の右辺において、Aa（ｔ）をAb（ｔ）で
置き換えた式に等しい。なお、Ab（ｔ−t₀）は、第２の
基本単位信号ｇb（ｔ）により超音波探触子（６）を駆
動し、このとき得られるエコーを、参照信号として上記
第２の参照信号ｕb（ｔ）を用いて相関処理して得られ
る圧縮パルスに対応している。この圧縮パルスを第２の
基本単位圧縮パルスと呼ぶ。また、第４の相関演算結果
Cbbq（ｔ）は、式の右辺において、第１のエコーｒap
（ｔ）を第４のエコーｒbq（ｔ）で置き換えるととも
に、第１の参照信号ｕa（ｔ）を第２の参照信号ｕb
（ｔ）で置き換えた式で表せる。また、第４の相関演算
結果Cbbq（ｔ）は、式の右辺において、Aa（ｔ）をAb
（ｔ）で置き換えるとともに、P_iをq_iで置き換えた式に
等しい。

第１の圧縮パルスCaapp（ｔ）は次の式で表わされ
る。

Caapp（ｔ）＝ ∫ｕp（t₃−ｔ）Caap（t₃）dt₃ ［積分範囲：−∞〜∞］ …式 第２の圧縮パルスCaaqq（ｔ）は、式の右辺におい
て、第１の相関演算結果Caap（ｔ）を第２の相関演算結
果Caaq（ｔ）で置き換えるとともに、第３の参照信号ｕ
p（ｔ）を第４の参照信号ｕq（ｔ）で置き換えた式で表
せる。第３の圧縮パルスCbbpp（ｔ）は、式の右辺に
おいて、第１の相関演算結果Caap（ｔ）を第３の相関演
算結果Cbbp（ｔ）で置き換えた式で表せる。第４の圧縮
パルスCbbqq（ｔ）は、式の右辺において、第１の相
関演算結果Caap（ｔ）を第４の相関演算結果Cbbq（ｔ）
で置き換えるとともに、第１の参照信号ｕa（ｔ）を第
４の参照信号ｕq（ｔ）で置き換えた式で表せる。

第８図に示す第１の基本単位圧縮パルスAa（ｔ−t₀）
は、第１の基本単位信号ｇa（ｔ）として第２図に示し
た信号を用い、また、第１の参照信号ｕa（ｔ）として
第１の基本単位信号ｇa（ｔ）自体を用い、さらに、ｈ
（ｔ）はデルタ関数とした場合の式による計算結果で
ある。

第９図に示す第２の基本単位圧縮パルスAb（ｔ−t₀）
は、第２の基本単位信号ｇb（ｔ）として第３図に示し
た信号を用い、また、第２の参照信号ｕb（ｔ）として
第２の基本単位信号ｇb（ｔ）自体を用い、さらに、ｈ
（ｔ）はデルタ関数とした場合の式による計算結果で
ある。

第10図に示す第１の相関器（11）の第１の相関演算結
果Caap（ｔ）は、第８図に示した第１の基本単位圧縮パ
ルスAa（ｔ−t₀）と式とからの計算結果である。第11
図に示す第１の相関器（11）の第２の相関演算結果Caaq
（ｔ）は、第８図に示した第１の基本単位圧縮パルスAa
（ｔ−t₀）を用いたときの同様の計算結果である。第12
図に示す第１の相関器（11）の第３の相関演算結果Cbbp
（ｔ）は、第９図に示した第２の基本単位圧縮パルスAb
（ｔ−t₀）を用いたときの同様の計算結果である。第13
図に示す第１の相関器（11）の第４の相関演算結果Cbbq
（ｔ）は、第９図に示した第２の基本単位圧縮パルスAb
（ｔ−t₀）を用いたときの同様の計算結果である。な
お、これらの計算において、Tpは８δとした。

第10図、第11図、第12図及び第13図に示すように、第
１の相関器（11）の第１、第２、第３及び第４の相関演
算結果とも、エネルギーが時間軸上に分散していること
がわかる。このように、エネルギーが時間軸上に分散す
ることは、Tpを８δから変化させても変わらない。

しかし、第１の相関器（11）の第１、第２、第３及び
第４の相関演算結果を第２の相関器（12）により相関処
理することにより、それぞれ、圧縮することができる。

これについて、第３及び第４の参照信号として、それ
ぞれ、第３の系列｛ｐ｝及び第４の系列｛ｑ｝を用いて
発生した、第14図及び第15図に示す信号について説明す
る。

第14図に示す信号は、第３の系列｛ｐ｝を用いて振幅
を符号化した波形を有する信号である。この信号と第３
の系列｛ｐ｝の符号±との間の関係をわかりやすくする
ため、図中、第３の系列｛ｐ｝の符号±をあわせて記入
してある。

第15図に示す信号は、第４の系列｛ｑ｝を用いて振幅
を符号化した波形を有する信号である。この信号と第４
の系列｛ｑ｝の符号±との間の関係をわかりやすくする
ため、図中、第４の系列｛ｑ｝の符号±をあわせて記入
してある。

第14図に示す第３の参照信号ｕp（ｔ）を用いた場
合、第１の圧縮パルスCaapp（ｔ）は式からつぎのよ
うになる。

Caapp（ｔ）＝Σp_iCaap［ｔ＋（ｉ−１）Tp］ （和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝p₁Caap（ｔ） ＋p₂Caap（ｔ＋Tp） ＋p₃Caap（ｔ＋2Tp） ＋p₄Caap（ｔ＋3Tp） …式 さらに、第３の系列｛ｐ｝の自己相関関数を、ρpp
（ｉ）、（ｉ＝０、±１、±２、…、±（Ｎ−１））と
表わすと、第１の圧縮パルスCaapp（ｔ）は式及び
からつぎのようになる。

Caapp（ｔ）＝ρpp（０）Aa（ｔ−t₀） ＋Σρpp（ｉ）［Aa（ｔ−t₀−iTp） ＋Aa（ｔ−t₀＋iTp）］ （和はｉについて１〜Ｎ−１までとる） ＝ρpp（０）Aa（ｔ−t₀） ＋ρpp（１）［Aa（ｔ−t₀−Tp）＋Aa（ｔ−t₀＋Tp）］ ＋ρpp（２）［Aa（ｔ−t₀−2Tp）Aa（ｔ−t₀＋2Tp）］ ＋ρpp（３）［Aa（ｔ−t₀−3Tp）Aa（ｔ−t₀＋3Tp）］ …式 第２の圧縮パルスCaaqq（ｔ）は、式の右辺におい
て、Caap（ｔ）をCaaq（ｔ）で置き換えるとともに、p_i
をq_iで置き換えた式で表せる。また、この式は、式の
右辺において、第３の系列｛ｐ｝の自己相関関数ρpp
（ｉ）を第４の系列｛ｑ｝の自己相関関数ρpp（ｉ）で
置き換えた式に等しい。第３の圧縮パルスCbbpp（ｔ）
は、式の右辺において、Caap（ｔ）をCbbp（ｔ）で置
き換えた式で表せる。また、この式は、式の右辺にお
いて、Aa（ｔ）をAb（ｔ）に置き換えた式に等しい。第
４の圧縮パルスCbbqq（ｔ）は、式の右辺において、C
aap（ｔ）をCbbq（ｔ）で置き換えるとともに、p_iをq_i
で置き換えた式で表せる。また、この式は、式の右辺
において、自己相関関数ρpp（ｉ）を自己相関関数ρpp
（ｉ）で置き換えるとともに、Aa（ｔ）をAb（ｔ）に置
き換えた式に等しい。

第16図は、式から計算により求めた第１の圧縮パル
スCaapp（ｔ）を示す。

第16図では、第１の基本単位圧縮パルスAa（ｔ−t₀）
として第８図に示したものを用い、また、第３の系列の
自己相関関数ρpp（ｉ）において、ρpp（０）＝４、ρ
pp（１）＝１、ρpp（２）＝０、ρpp（３）＝−１であ
ることを用いた。また、Tp＝８δとした。

第17図、第18図及び第19図は、それぞれ、同様の計算
により求めた第２の圧縮パルスCaaqq（ｔ）、第３の圧
縮パルスCbbpp（ｔ）及び第４の圧縮パルスCbbqq（ｔ）
である。第２の基本単位圧縮パルスAb（ｔ−t₀）は第９
図に示したものを用いた。また、第４の系列｛ｑ｝の自
己相関関数ρqq（ｉ）において、ρpp（０）＝４、ρpp
（１）＝−１、ρpp（２）＝０、ρpp（３）＝１である
ことを用いた。また、Tp＝８δとした。

第16図、第17図、第18図及び第19図において、第１、
第２、第３及び第４の圧縮パルスとも、信号のエネルギ
ーの大半、ｔ＝t₀近傍に集中している。すなわち、ｔ＝
t₀近傍にのみ大きな振幅（主ローブ）を有し、ｔ≠t₀に
おける振幅（サイドローブレベル）がある程度小さい圧
縮パルスが得られていることがわかる。しかし、まだか
なりレベルの大きいサイドローブが時間ｔがt₀からなり
離れたところまで残っている。

しかし、第20図に示すように、第１、第２、第３及び
第４の圧縮パルスを加算して得られた合成圧縮パルスで
は、主ローブは強めあい、サイドローブは相殺されて、
サイドローブレベルは零になっている。

すなわち、この発明の第１実施例において、ｔ＝t₀近
傍にのみ大きな振幅（主ローブ）を有し、ｔ≠t₀におけ
る振幅（サイドローブレベル）が零の圧縮パルスが得ら
れる作用、効果があることがわかった。

なお、上記第１実施例で用いた第１及び第２の基本単
位圧縮パルスを加算すると、第21図に示すように、ｔ＝
t₀近傍にのみ大きな振幅（主ローブ）を有し、ｔ≠t₀に
おける振幅（サイドローブレベル）が零となる。このよ
うな関係は相補関係にあると呼ばれる。これは、第１の
系列｛ａ｝の自己相関関数をρaa（ｉ）で表し、第２の
系列｛ｂ｝の自己相関関数をρbb（ｉ）で表わすと、ρ
aa（０）＝ρbb（０）、ρaa（ｉ）＝−ρbb（ｉ）、
（ｉ＝１、２、…、Ｍ−１）が成り立つことから生じた
結果である。また、第３及び第４の系列においても、ρ
pp（０）＝ρpp（０）、ρpp（ｉ）＝−ρpp（ｉ）、
（ｉ＝１、２、…、Ｎ−１）が成り立つ。つまり、上記
第１実施例では、第１及び第２の系列が相補関係にあ
り、第３及び第４の系列が相補関係にある。

つぎに、この発明の第１実施例の別の効果について説
明する。

この種の測定装置はおいて、S/N比の改善量は送信信
号のパルス幅が長くなるにしたがって大きくなる。送信
信号のパルス幅を長くするには、系列長の長い系列が必
要である。

この発明の第１実施例においては、送信信号のパルス
幅は、第４図〜第７図からわかるように、第１の系列
｛ａ｝及び第２の系列｛ｂ｝の長さＭのみでなく、第３
の系列｛ｐ｝及び第４の系列｛ｑ｝の長さＮにも依存し
ている。すなわち、第３及び第４の系列の長さＮの長い
ものを用いれば、その長さに比例して送信信号のパルス
幅を長くできる。

相補の関係にある系列は、任意の系列長について存在
するのではなく限られた系列長についてしか存在しな
い。しかし、この発明の第１実施例においては、２種類
の系列長Ｍ及びＮのものを組み合わせて使用している。
このため、実質的な系列長は、Ｍ×Ｎとなる。

したがって、送信信号のパルス幅を長くできるのでS/
N比改善量を大きくできる効果がある。さらに、長さＭ
とＮの組み合わせ方により、送信信号のパルス幅の選択
の自由度が大きくなる効果もある。

さらに、この発明の第１実施例の他の効果について第
22図、第23図及び第24図を参照しながら説明する。

第22図はこの発明の第１実施例のTp＝８δとした場合
の他の第１の送信信号を示す波形図、第23図は第１の相
関器（11）の構成を示すブロック図、第24図は第２の相
関器（12）の構成を示すブロック図である。

第１の送信信号は、第22図に示すように、系列とし
て、 ｛＋、＋、＋、−、＋、＋、−、＋、 ＋、＋、＋、−、＋、＋、−、＋、 ＋、＋、＋、−、＋、＋、−、＋、 −、−、−、＋、−、−、＋、−｝ を用いて振幅を符号化した波形を有する信号に等しい。

なお、上記系列は、第１の系列｛ａ｝と第３の系列
｛ｐ｝とから、次式にしたがって生成した長さ32の系列
に等しい。

｛a₁p₁、a₂p₁、a₃p₁、a₄p₁、 a₅p₁、a₆p₁、a₇p₁、a₈p₁、 a₁p₂、a₂p₂、a₃p₂、a₄p₂、 a₅p₂、a₆p₂、a₇p₂、a₈p₂、 a₁p₃、a₂p₃、a₃p₃、a₄p₃、 a₅p₃、a₆p₃、a₇p₃、a₈p₃、 a₁p₄、a₂p₄、a₃p₄、a₄p₄、 a₅p₄、a₆p₄、a₇p₄、a₈p₄｝ ここで、符号（±）は±１と同等とみなして掛算して
いる。

さて、S/N比を改善するこのを目的として、パルス幅
の長い、第22図に示した第１の送信信号を、従来装置の
送信信号として用いた場合について考えてみる。

送信信号の継続時間Ｔは第22図より32δである。した
がって、単位時間δ当りK₁個のサンプリングを行い、式
にしたがって第41図に示す相関器（10）を構成する
と、Ｋ＝32×K₁となるから、タップ数32×K₁個のタップ
付遅延線（10a）と、このタップ付遅延線（10a）の各出
力タップに接続された32×K₁個の掛算器（10b）と、入
力端子数32×K₁個の加算器（10c）とが必要である。

一方、この発明の第１実施例に係る測定装置では、第
１の参照信号として第１の基本単位信号ｇa（ｔ）を用
いている。第１の基本単位信号ｇa（ｔ）の継続時間
は、第２図より８×δである。したがって、式を式
と同様に変形し、単位時間δ当りK₁個のサンプリングを
行うものとして、第１の相関器（11）を構成すれば、第
23図に示すようになる。

第23図において、第１の相関器（11）は、タップ数８
×K₁個のタップ付遅延線（11a）と、このタップ付遅延
線（11a）の各出力タップに接続された８×K₁個の掛算
器（11b）と、入力端子数８×K₁個の加算器（11c）とか
ら構成される。

つぎに、この発明の第１実施例に係る測定装置の第２
の相関器（12）について考えてみる。

第２の相関器（12）は、第１の相関器（11）の第１の
相関演算結果Caap（ｔ）から、式の右辺の演算を行う
機能を有していれば良い。式の右辺は、時間ｔにおけ
るCaap（ｔ）の値にp₁を掛け、時間（ｔ＋Tp）における
Caap（ｔ）の値にp₂を掛け、時間（ｔ＋2Tp）におけるC
aap（ｔ）の値にp₃を掛け、時間（ｔ＋3Tp）におけるCa
ap（ｔ）の値にp₄を掛けて、これらを加算することを意
味している。したがって、単位時間δ当りK₁個のサンプ
リングを行うものとすれば、Tp＝８δであるので、第２
の相関器（12）は第24図に示すように構成すれば良い。

すなわち、第24図において、第２の相関器（12）は、
タップ数24×K₁個のタップ付遅延線（12a）と、このタ
ップ付遅延線（12a）の出力タップにおいて８×K₁個
（時間Tpに相当する。）おきに接続された４個の掛算器
（12b）と、入力端子数４個の加算器（12c）とから構成
されている。

さて、この発明の第１実施例に係る測定装置の第１の
相関器（11）と第２の相関器（12）とにおいて要求され
る掛算器（11b）及び（12b）の総個数を、従来の測定装
置の相関器（10）において要求される掛算器（10b）の
個数と比較してみる。この発明の第１実施例において
は、総数（８×K₁＋４）個、従来装置においては、32×
K₁個である。すなわち、この発明の第１実施例において
は、掛算器の個数が大幅に少なくて済む。このように、
掛算器の個数が少なくなることは、装置の動作スピード
の向上や低価格化につながる効果がある。

さらに、第２の相関器（12）において要求される掛算
器（12b）への重み付けは、上述の第１実施例では、±
１のいずれかである。重み付けが＋１であることは、掛
算器（12b）は不要であることを意味している。また、
重み付けが−１であることは、掛算器（12b）をインバ
ータで置き換えられることを意味している。したがっ
て、この発明の第１実施例は、動作スピードや価格の面
で益々有利である。

一方、同様に、加算器について比較してみる。この発
明の第１実施例においては、入力端子数８×K₁個の加算
器（11c）と、入力端子数４個の加算器（12c）とで済
む。これに対し、従来装置においては、入力端子数32×
K₁個の加算器（10c）が必要である。加算器は、ねずみ
算式に加算していくので、入力端子数が少なくなれば、
これも動作スピードの向上や低価格化につながる効果が
ある。

なお、第２のエコーの相関処理においては、第１の相
関器（11）は、第23図に示したものと同一のものを使用
できる。第２の相関器（12）は、第24図に示したものに
おいて、掛算器（12b）への重み付けp_iをq_iに置き換え
て用いればよい。第３のエコーの相関処理においては、
第１の相関器（11）は、第23図に示したものにおいて、
掛算器（11b）への重み付けｕa（ｋΔｔ）をｕb（ｋΔ
ｔ）に置き換えて用いればよい。第２の相関器（12）
は、第24図に示したものと同一のものを使用できる。第
４のエコーの相関処理においては、第１の相関器（11）
は、第23図に示したものにおいて、掛算器（11b）への
重み付けｕa（ｋΔｔ）をｕb（ｋΔｔ）に置き換えて用
いればよい。第２の相関器（12）は、第24図に示したも
のと同一のものにおいて、掛算器（12b）への重み付けp
_iをq_iに置き換えて用いればよい。あるいは、第１及び
第２の相関器とも、第２、第３及び第４のエコーの相関
処理用として、それぞれ、個別に独立に設けてもよい。

また、上記第１実施例では、第２図及び第３図に示し
たように、第１及び第２の基本単位信号において、第１
の系列｛ａ｝及び第２系列｛ｂ｝の各要素（±）に対応
させる単位波形が矩形の場合について説明したが、上記
各要素に対応する単位波形を、例えば、第25図（ａ）及
び（ｂ）に示すように、矩形に近い波形とした場合につ
いても、上記第１実施例と同様の作用、効果がある。

この発明の第２実施例の構成を第26図を参照しながら
説明する。

第26図は、この発明の第２実施例を示すブロック図で
あり、振幅符号化送信信号発生器（1A）、第１の相関器
（11）、第２の相関器（12）、加算器（15）、超音波探
触子（６）及び表示器（８）は上記第１実施例のものと
全く同一である。

第26図において、この発明の第２実施例は、上述した
第１実施例のものと全く同一のものと、振幅符号化送信
信号発生器（1A）に入力側が接続されかつ第１の相関器
（11）に出力側が接続された第１の参照信号発生器（13
A）及び第２の参照信号発生器（13B）と、振幅符号化送
信信号発生器（1A）に入力側が接続されかつ第２の相関
器（12）に出力側が接続された第３の参照信号発生器
（14A）及び第４の参照信号発生器（14B）とから構成さ
れている。

第１の参照信号発生器（13A）は、上述した第１実施
例における第１の基本単位信号ｇa（ｔ）により超音波
探触子（６）を駆動したときに得られるエコーの波形と
類似あるいは同一の波形を有する信号を発生し、これを
第１の参照信号として第１の相関器（11）に伝達する。

第２の参照信号発生器（13B）は、上述した第１実施
例における第２の基本単位信号ｇb（ｔ）により超音波
探触子（６）を駆動したときに得られるエコーの波形と
類似あるいは同一の波形を有する信号を発生し、これを
第２の参照信号として第１の相関器（11）に伝達する。

第３の参照信号発生器（14A）は、上記第１実施例に
おける第３の参照信号と類似あるいは同一の波形を有す
る信号を発生し、これを第３の参照信号として第２の相
関器（12）に伝達する。

第４の参照信号発生器（14B）は、上記第１実施例に
おける第４の参照信号と類似あるいは同一の波形を有す
る信号を発生し、これを第４の参照信号として第２の相
関器（12）に伝達する。

上記第１の参照信号の波形は、式の右辺においてｓ
ap（ｔ）をｇa（ｔ）で置き換えたときに得られる信号
の波形と同一又は類似である。したがって、第１の参照
信号発生器（13A）は、超音波探触子（６）が送受総合
で有する周波数応答特性と、試験体Ｓの周波数応答特性
と、欠陥などの反射体の超音波反射に関する周波数応答
特性とをあわせもった周波数応答特性を有するフィルタ
として働く。

同様に、上記第２の参照信号の波形は、式の右辺に
おいてｓap（ｔ）をｇb（ｔ）で置き換えたときに得ら
れる信号の波形と同一又は類似である。したがって、第
２の参照信号発生器（13B）は、超音波探触子（６）が
送受総合で有する周波数応答特性と、試験体Ｓの周波数
応答特性と、欠陥などの反射体の超音波反射に関する周
波数応答特性とをあわせもった周波数応答特性を有する
フィルタとして働く。

上記第１及び第２の参照信号のように、エコーと同一
又は類似の波形を有する信号を参照信号として用いて、
エコーを相関処理することは、エコーを整合フィルタ又
は近似的整合フィルタに通す信号処理を行っていること
に相当する。整合フィルタは雑音に埋もれた信号を最大
のS/N比で受信する効果をもっている。

したがって、この発明の第２実施例は、第１及び第２
の参照信号として、それぞれ、第１及び第２の基本単位
信号自身を用いる第１実施例に比べ、S/N比をさらに改
善できる効果が、第１実施例の作用、効果に相乗する。

なお、第１の参照信号発生器（13A）及び第２の参照
信号発生器（13B）は、次のような第１及び第２の参照
信号を発生させる機能を有したものでもよい。

まず、第１の基本単位信号により超音波探触子（６）
を励振したときに試験体Ｓの表面又は底面から反射され
て超音波探触子（６）により受信される表面エコー又は
底面エコーが大きいS/N比で得られる場合には、表面エ
コー又は底面エコーを測定し、これらのエコーと同一又
は類似の波形を有する信号を上記第１の参照信号として
発生させてもよい。同様に第２の参照信号についても、
第２の基本単位信号により超音波探触子（６）を励振し
たときの表面エコー又は底面エコーを測定し、これらの
エコーと同一又は類似の波形を有する信号を上記第２の
参照信号として発生させてもよい。

また、試験体Ｓの表面また底面からの反射エコーが十
分なS/N比で得られない場合には、検査対象としている
試験体Ｓとは別の試験体S₁を用意する。第１の基本単位
信号により超音波探触子（６）を励振し、上記試験体S₁
から反射されたエコーを超音波探触子（６）により受信
する。このエコーと同一又は類似の波形を有する信号を
上記第１の参照信号として発生させてもよい。第２の参
照信号についても、同様に、第２の基本単位信号により
超音波探触子（６）を励振したときの上記試験体S₁から
の反射エコーと同一又は類似の波形を有する信号を上記
第２の参照信号として発生させてもよい。

また、第１の参照信号発生器（13A）は、第１の基本
単位信号により超音波探触子（６）を励振したとき、振
幅符号化送信信号発生器（1A）の出力端から超音波探触
子（６）、試験体Ｓ、再び超音波探触子（６）を介し
て、第１の相関器（11）の入力端にいたる信号伝搬経路
の周波数応答特性と、第１の基本単位信号とに基づいて
算出された波形を有する信号を第１の参照信号として発
生してもよい。同様に、第２の参照信号発生器（13B）
についても、上記信号伝搬経路の周波数応答特性と第２
の基本単位信号とに基づいて算出された波形を有する信
号を第２の参照信号として発生してもよい。これらの場
合、上記信号伝搬経路の周波数応答特性に、試験体Ｓの
反射体の反射に関する周波数応答特性を含ませれば、一
層のS/N比向上が図れる。

また、試験体Ｓの反射体の反射に関する周波数応答特
性を種々変えた第１及び第２の参照信号を複数個用意す
れば、本発明と関連する特願平１−86383号からわかる
ように、反射体の類別を行う機能を付加できる効果もあ
る。

一方、第３の参照信号発生器（14A）及び第４の参照
信号発生器（14B）は、時間Tpごとに振幅が±１から少
しづつずれた信号をそれぞれ第３及び第４の参照信号と
して発生してもよい。第１から第４の圧縮パルスが高い
S/N比で得られる波形を有する信号を第３及び第４の参
照信号として発生させればよい。あるいは、合成圧縮パ
ルスが高いS/N比で得られる波形を有する信号を第３及
び第４の参照信号として発生させてもよい。

ところで、この発明の第２実施例では、第１又は第２
の参照信号の継続時間内にK₃個のサンプリング点があ
り、時間Tpの間にK₂個のサンプリング点があるものとす
ると、第１の相関器（11）は、式を式と同様に変形
するばわかるように、タップ数K₃個のタップ付遅延線
と、このタップ付遅延線の各出力タップに接続されたK₃
個の掛算器と、入力端子数K₃個の加算器とから、第23図
と同様に構成すればよい。また、第２の相関器（12）
は、タップ数（Ｎ−１）×K₂個のタップ付遅延線と、こ
のタップ付遅延線の各出力タップにおいて、K₂個おきに
接続されたＮ個の掛算器と、入力端子数Ｎ個の加算器と
から、第24図と同様に構成すればよい。ただし、Ｎ個の
掛算器への重み付けp_i及びq_i、（ｉ＝１、２、３、…、
Ｎ）は、±１としてもよいし、上述のように、第１から
第４の圧縮パルス、あるいは合成圧縮パルスが高いS/N
比で得られるように、ｉごとに、それぞれ±１から値を
ずらしてもよい。

この発明の第３実施例の構成を第27図を参照しながら
説明する。

第27図は、この発明の第３実施例を示すブロック図で
あり、位相符号化送信信号発生器（1B）以外は、上記第
１実施例のものと全く同一である。

つぎに、上述した第３実施例の動作を第28図から第34
図までを参照しながら説明する。

第28図及び第29図はこの発明の第３実施例における第
１及び第２の基本単位信号を示す波形図、第30図（ａ）
及び（ｂ）は基本単位信号を構成する他の単位波形を示
す波形図、第31図、第32図、第33図及び第34図はそれぞ
れ第１、第２、第３及び第４の送信信号を示す波形図で
ある。

第28図において、第１の基本単位信号ｇa（ｔ）は、
上述した第１実施例の場合と同一の第１の系列｛ａ｝を
用いて発生させた信号である。図中、δ_０は固定時間で
ある。第１の系列｛ａ｝と第１の基本単位信号ｇa
（ｔ）との関係をわかりやすくするため、第１の系列
｛ａ｝の符号（±）をあわせて記入してある。

第29図において、第２の基本単位信号ｇb（ｔ）は、
上述した第１実施例の場合と同一の第２の系列｛ｂ｝を
用いて発生させた信号である。第２の系列｛ｂ｝と第２
の基本単位信号ｇb（ｔ）との関係をわかりやすくする
ため、第２の系列｛ｂ｝の符号（±）をあわせて記入し
てある。

第28図及び第29図では、第１の系列｛ａ｝又は第２の
系列｛ｂ｝の各要素（±）に対応する単位波形が正弦波
形の場合を示しているが、上記単位波形は、第30図
（ａ）又は（ｂ）に示すように、滑らかな曲線部を有す
る波形や、振幅や零クロス点の間隔が一定でない振動波
形であってもよい。

なお、第28図及び第29図において、固定時間δが固定
時間δ_０に等しい場合には、第１及び第２の基本単位信
号は位相を符号化した波形を有する信号となる。位相符
号化の方法については、この発明と関連する特願平１−
45316号に詳細に述べられている。

第31図において、第１の送信信号は、上述した第１実
施例の場合と同一の第３の系列｛ｐ｝と、第28図に示し
た第１の基本単位信号ｇa（ｔ）とから、第１実施例の
場合と同一の手順にしたがって発生した信号である。す
なわち、第３の系列｛ｐ｝の符号＋には第１の基本単位
信号ｇa（ｔ）を割り当て、符号−には第１の基本単位
信号ｇa（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇa（ｔ）
を割り当てて、第３の系列｛ｐ｝の符号の現れる順序に
したがって、±ｇa（ｔ）が時間軸上に配列されてい
る。第３の系列｛ｐ｝の符号±と、信号±ｇa（ｔ）と
の関係をわかりやすくするため、図中、第３の系列
｛ｐ｝の符号±をあわせて記入してある。

第32図において、第２の送信信号は、上述した第１実
施例の場合と同一の第４の系列｛ｑ｝と、第28図に示し
た第１の基本単位信号ｇa（ｔ）とから、第１実施例の
場合と同一の手順にしたがって発生した信号である。第
４の系列｛ｑ｝の符号±と、信号±ｇa（ｔ）との関係
をわかりやすくするため、図中、第４の系列｛ｑ｝の符
号±をあわせて記入してある。

第33図において、第３の送信信号は、上述した第１実
施例の場合と同一の第３の系列｛ｐ｝と、第29図に示し
た第２の基本単位信号ｇb（ｔ）とから、第１実施例の
場合と同一の手順にしたがって発生した信号である。第
３の系列｛ｐ｝の符号±と、信号±ｇb（ｔ）との関係
をわかりやすくするため、図中、第３の系列｛ｐ｝の符
号±をあわせて記入してある。

第34図において、第４の送信信号は、上述した第１実
施例の場合と同一の第４の系列｛ｑ｝と、第29図に示し
た第２の基本単位信号ｇb（ｔ）とから、第１実施例の
場合と同一の手順にしたがって発生した信号である。第
４の系列｛ｑ｝の符号±と、信号ｇb（ｔ）との関係を
わかりやすくするため、図中、第４の系列｛ｑ｝の符号
±をあわせて記入してある。

この発明の第３実施例では、第４図から第７図までに
示した第１実施例の第１、第２、第３及び第４の送信信
号を、それぞれ、第31図から第34図までに示した第１、
第２、第３及び第４の送信信号で置き換えて超音波探触
子（６）を駆動する。エコーの信号処理は、第１実施例
と同様である。すなわち、第１の参照信号として、第28
図に示した第１の基本単位信号を用い、第２の参照信号
として、第29図に示した第２の基本単位信号を用い、第
３及び第４の参照信号としては、第１実施例のものと全
く同一のものを用いる。

この発明の第３実施例においても、式〜が第１の
基本単位信号ｇa（ｔ）の波形の形状にかかわらず成立
すること、並びに、第28図及び第29図に示した第１及び
第２の基本単位信号を、それぞれ、式及びに代入し
て求まる第１及び第２の基本単位圧縮パルスの加算結果
（合成基本単位圧縮パルス）が、ｔ＝t₀近傍にのみ大き
な振幅を有し、ｔ≠t₀における振幅が零になること、並
びに、第３の系列｛ｐ｝と第４の系列｛ｑ｝とが相補の
関係にあることから、第１実施例と同様の作用がある。
第１及び第２の基本単位圧縮パルスの間の上述した相補
の関係は、第30図（ａ）及び（ｂ）に示した単位波形を
用いた場合にも成り立つので、この場合も第１実施例と
同様の作用がある。

つづいて、上述した第３実施例の効果について説明す
る。

この発明の第３実施例では、第１実施例の場合と同様
の作用、効果が得られるとともに、この発明と関連する
特願平１−45316号及び特願平１−86383号からわかるよ
うに、信号の周波数特性を、超音波探触子（６）の送受
総合での周波数特性と、試験体Ｓの周波数特性と、試験
体Ｓ内の反射体の超音波反射に関する周波数特性とを合
成した周波数特性に近付けることができる。

したがって、信号エネルギーの利用効率を高くするこ
とが期待できる。逆に、第１の系列｛ａ｝及び第２の系
列｛ｂ｝の要素（±）に対応する単位波形を、上記合成
周波数特性に近い周波数特性を有するように選定すれ
ば、益々、信号エネルギーの利用効率が高くなり、S/N
比が向上することが期待できる。

なお、第１の相関器（11）及び第２の相関器（12）
を、タップ付遅延線、掛算器及び加算器から構成する場
合は、その構成法は上述した第１実施例の場合と同様で
ある。

この発明の第４実施例の構成を第35図を参照しながら
説明する。

第35図は、この発明の第４実施例を示すブロック図で
あり、位相符号化送信信号発生器（1B）以外は、上述し
た第２実施例のものと全く同一である。

第１の参照信号発生器（13A）は、上述した第３実施
例における第１の基本単位信号を用いて超音波探触子
（６）を駆動したときに得られるエコーの波形と同一又
は類似の波形を有する信号を発生し、これを第１の参照
信号として第１の相関器（11）に伝達する。

第２の参照信号発生器（13B）は、上述した第３実施
例における第２の基本単位信号を用いて超音波探触子
（６）を駆動したときに得られるエコーの波形と同一又
は類似の波形を有する信号を発生し、これを第２の参照
信号として第１の相関器（11）に伝達する。

第３の参照信号発生器（14A）は、上述した第３実施
例における第３の参照信号の波形と同一又は類似の波形
を有する信号を発生し、これを第３の参照信号として第
２の相関器（12）に伝達する。

第４の参照信号発生器（14B）は、上述した第３実施
例における第４の参照信号の波形と同一又は類似の波形
を有する信号を発生し、これを第４の参照信号として第
２の相関器（12）に伝達する。

つづいて、上述した第４実施例の効果について説明す
る。

上記第４実施例においても、第１及び第２の参照信号
は、式の右辺においてｓap（ｔ）を、それぞれ、第３
実施例における第１の基本単位信号ｇa（ｔ）及び第２
の基本単位信号ｇb（ｔ）で置き換えたときに得られる
信号の波形と同一又は類似である。したがって、上述し
た第２実施例と同様の効果が、上述した第３実施例の作
用、効果に相乗することが期待できる。

なお、第１及び第２の参照信号として、第２実施例に
関連して説明したものと同様の信号を発生させてもよ
い。

また、第４実施例においても、第３の参照信号発生器
（14A）及び第４の参照信号発生器（14B）は、時間Tpご
とに振幅が±１から少しずれた信号をそれぞれ第３及び
第４の参照信号として発生してもよい。第１から第４の
圧縮パルス、あるいは、合成圧縮パルスが高いS/N比で
得られるような波形を有する第３及び第４の参照信号を
発生させればよい。

また、第１の相関器（11）及び第２の相関器（12）
を、タップ付遅延線、掛算器及び加算器から構成する場
合は、その構成法は上述した第２実施例の場合と同様で
ある。

この発明の第５実施例の構成を第36図を参照しながら
説明する。

第36図は、この発明の第５実施例を示すブロック図で
あり、送信用の超音波探触子（6A）及び受信用の（6B）
以外は、上述した第４実施例のものと全く同一である。

この第５実施例は、第４実施例の場合と同様の作用、
効果を奏する。

もちろん、送信用の超音波探触子（6A）及び受信用の
超音波探触子（6B）を、この発明の第１、第２及び第３
実施例に適用してもよい。

この発明の第６実施例の構成を第37図を参照しながら
説明する。

第37図は、この発明の第６実施例を示すブロック図で
あり、第３の相関器（16）、第５の参照信号発生器（17
A）及び第６の参照信号発生器（17B）以外は、上述した
第５実施例のものと全く同一である。

第５の参照信号発生器（17A）及び第６の参照信号発
生器（17B）は位相符号化送信信号発生器（1B）に接続
され、第３の相関器（16）は第２の相関器（12）、第５
の参照信号発生器（17A）及び第６の参照信号発生器（1
7B）に入力側が接続されかつ加算器（15）に出力側が接
続されている。

この第６実施例では、位相符号化送信信号発生器（1
B）は、新たに第５の系列｛ｖ｝及び第６の系列｛ｗ｝
を発生し、一方、第５実施例で発生させた第１から第４
の送信信号を、それぞれ、新たに第１から第４の基本単
位信号（g₁（ｔ）、g₂（ｔ）、g₃（ｔ）、g₄（ｔ）で表
わす。）とみなして、上記第５の系列｛ｖ｝と上記第１
の基本単位信号g₁（ｔ）とを用いて第１の送信信号を発
生させる。この第１の送信信号の発生手順は、上述の第
５実施例において、第１の基本単位信号ｇa（ｔ）と第
３の系列｛ｐ｝とを用いた第１の送信信号発生手順と同
じ手順にしたがう。

すなわち、第５の系列｛ｖ｝の符号＋には第１の基本
単位信号g₁（ｔ）を割り当て、符号−には第１の基本単
位信号g₁（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−g₁（ｔ）
を割り当てて、第５の系列｛ｖ｝の符号±の現れる順序
にしたがって、信号±g₁（ｔ）を配列する。このときの
配列間隔をTppとする。さらに、第５の系列｛ｖ｝と第
２の基本単位信号g₂（ｔ）、第５の系列｛ｖ｝と第３の
基本単位信号g₃（ｔ）、並びに、第５の系列｛ｖ｝と第
４の基本単位信号g₄（ｔ）とを用いて同様に第２、第３
並びに第４の送信信号を発生させる。さらに、第６の系
列｛ｗ｝と第１の基本単位信号g₁（ｔ）、第６の系列
｛ｗ｝と第２の基本単位信号g₂（ｔ）、第６の系列
｛ｗ｝と第３の基本単位信号g₃（ｔ）、並びに、第６の
系列｛ｗ｝と第４の基本単位信号g₄（ｔ）とを用いて第
５、第６、第７並びに第８の送信信号を発生させる。

そして、これらの第１から第８の送信信号を超音波探
触子（6A）に一定の繰り返し周期で伝達する。

第５の参照信号発生器（17A）及び第６の参照信号発
生器（17B）は、それぞれ、上記第５及び第６の系列を
用いて振幅を符号化した波形と同一又は類似の波形を有
する第５及び第６の参照信号を発生し、第３の相関器
（16）に伝達する。

第３の相関器（16）は、上記第５の参照信号を用い
て、第２の相関器（12）の第１から第４の送信信号に関
する出力の相関処理を実行する。さらに、第６の参照信
号を用いて、第２の相関器（12）の第５から第８の送信
信号に関する出力の相関処理を実行する。そして、これ
らの結果を、加算器（15）に伝達する。

加算器（15）では、第１から第８の送信信号に関する
第３の相関器（16）の出力を記憶するとともに、加算し
て合成圧縮パルスを得、これを表示器（８）に伝達す
る。

この場合も、第５の系列｛ｖ｝と第６の系列｛ｗ｝と
が相補の関係にあれば、零レンジサイドローブの合成圧
縮パルスが得られる。

なお、第３の相関器（16）を、タップ付遅延線、掛算
器及び加算器から構成する場合、その構成法は上述した
第２の相関器（12）と同様である。ただし、第５の系列
｛ｖ｝及び第６の系列｛ｗ｝の長さをＬとすると、掛算
器は、上記時間間隔Tppに相当する出力タップおきに総
数Ｌ個設ける。また、加算器は、入力端子数Ｌ個のもの
を用いる。

この第６実施例では、送信信号の継続時間を上述した
第５実施例に比べて長くすることができる。このよう
に、送信信号の継続時間が長くなればなるほど、従来装
置と比較して、掛算器の個数、及び加算器の入力端子数
の差が大きくなり、ますます、動作スピードや価格の面
で有利になる。

さらに、第６実施例における送信信号発生手順を繰り
返し用いて、すなわち、送信信号が有する波形を繰り返
し新たに基本単位信号とみなして、これに対応して、第
７、第８、第９、第10、…の参照信号発生器と、第４、
第５、…の相関器とを設ければ、送信信号の継続時間が
ますます長くなるので、従来装置と比較して、掛算器の
個数、及び加算器の入力端子数の差がますます大きくな
り、動作スピードや価格の面でますます有利になる。

また、第６実施例と同様の構成を上述した第１から第
４実施例までに適用してもよい。

次に、各種の応用例等について説明する。

上述した各実施例においては、第１の系列｛ａ｝及び
第２の系列｛ｂ｝として長さＭが８のものを用い、第３
の系列｛ｐ｝及び第４の系列｛ｑ｝として長さＮが４の
ものを用いた場合について説明したが、長さＭ及びＮに
ついてはこれに限らない。長さＭ及びＮが任意の自然数
の場合にも適用できる。

例えば、第１の参照信号として第１の基本単位信号を
用い、時間δの間にK₁個のサンプリング点がある場合に
ついて、長さＭ及びＮを任意の自然数として考えてみ
る。とくに、ＭあるいはＮが１であっても構わない。

Tp＝Ｍδとした場合には、第１の相関器（11）は、タ
ップ数Ｍ×K₁個のタップ付遅延線（11a）と、タップ付
遅延線（11a）の各出力タップに接続されたＭ×K₁個の
掛算器（11b）と、入力端子数Ｍ×K₁個の加算器（11c）
とから第23図と同様に構成すればよい。

また、第２の相関器（12）は、タップ数（Ｎ−１）×
Ｍ×K₁個のタップ付遅延線（12a）と、このタップ付遅
延線（12a）の出力タップにおいて、Ｍ×K₁個おきに接
続されたＮ個の掛算器（12b）と、入力端子数Ｎ個の加
算器（12c）とから、第24図と同様に構成すればよい。

この場合も、従来装置では、タップ数Ｍ×Ｎ×K₁個の
タップ付遅延線（10a）と、このタップ付遅延線（10a）
の各出力タップに接続されたＭ×Ｎ×K₁個の掛算器（10
b）と、入力端子数Ｍ×Ｎ×K₁個の加算器（10c）とが要
求されるから、上述した実施例の場合と同様の効果があ
る。

つぎに、Tp＞Ｍδ又はTp＜Ｍδの場合について考えて
みる。これらの場合には、時間Tpの間に、K₂個のサンプ
リングがあるものとすると、第１の相関器（11）は、タ
ップ数Ｍ×K₁個のタップ付遅延線（11a）と、タップ付
遅延線（11a）の各出力タップに接続されたＭ×K₁個の
掛算器（11b）と、入力端子数Ｍ×K₁個の加算器（11c）
とから第23図と同様に構成し、また、第２の相関器（1
2）は、タップ数（Ｎ−１）×K₂個のタップ付遅延線（1
2a）と、このタップ付遅延線（12a）の出力タップにお
いて、K₂個おきに接続されたＮ個の掛算器（12b）と、
入力端子数Ｎ個の加算器（12c）とから、第24図と同様
に構成すればよい。この場合も、上述した実施例の場合
と同様の作用、効果がある。なお、Ｍが１の場合は、第
１及び第２の基本単位信号の波形は、矩形波形、近似的
矩形波形、正弦波形、滑らかな曲線部を有する波形、あ
るいは振動波形などの単位波形自体に等しい。したがっ
て、この場合には上述した第１実施例及び第３実施例で
は第１の相関器（11）は取り除いてもよい。また、第２
実施例、第４実施例、第５実施例及び第６実施例などで
は、第１の相関器（11）は、整合フィルタあるいは近似
的整合フィルタとして機能させるべくそのまま残してお
けばよい。また、Ｎが１の場合は、上述した第１から第
６実施例において第２の相関器（12）は取り除いてもよ
い。

また、一般に、第１の参照信号の継続時間内にK₃個の
サンプリング点があり、時間Tpの間に、K₂個のサンプリ
ング点があるものとすると、第１の相関器（11）は、タ
ップ数K₃個のタップ付遅延線（11a）と、タップ付遅延
線（11a）の各出力タップに接続されたK₃個の掛算器（1
1b）と、入力端子数K₃個の加算器（11c）とから第23図
と同様に構成し、また、第２の相関器（12）は、タップ
数（Ｎ−１）×K₂個のタップ付遅延線（12a）と、この
タップ付遅延線（12a）の出力タップにおいて、K₂個お
きに接続されたＮ個の掛算器（12b）と、入力端子数Ｎ
個の加算器（12c）とから、第24図と同様に構成すれば
よい。この場合も、上述した実施例の場合と同様の作
用、効果がある。

さらに、上述した各実施例では、ｈ（ｔ）がデルタ関
数の場合について説明したが、ｈ（ｔ）が振動成分など
を含む任意の波形を有する関数の場合についても、上述
した実施例の場合と同様の作用、効果がある。

さらに、上述した各実施例では、第１の系列と第２の
系列とが相補の関係にある場合について説明したが、こ
の発明はこれに限らず、第１及び第２の基本単位圧縮パ
ルスが相補の関係にあれば上述した実施例の場合と同様
の作用、効果がある。

さらに、上述した各実施例では、第３及び第４の系列
が相補の関係にある系列の場合について説明したが、こ
の発明はこれに限らず、第１及び第２の基本単位圧縮パ
ルスが相補の関係にあるという前提のもとでは、第１の
圧縮パルスと第３の圧縮パルスの加算結果と、第２及び
第４の圧縮パルスの加算結果とが相補の関係にあれば、
上述した実施例の場合と同様の作用、効果がある。

この発明の実施例は、上述したように、相関器の構成
が従来に比べて簡単になり、これにより動作スピードを
向上でき、また、低価格化が図れるという効果を奏する
とともに、原理的にサイドローブの無い圧縮パルスが得
られ、第１及び第２の系列の要素（±）に対応させる単
位波形として、超音波探触子、試験体及びその反射体の
周波数応答特性を考慮して選定した波形を用いれば、信
号エネルギーの利用効率を向上でき、より大きいS/N比
で検査できるという効果を奏し、超音波探触子、試験体
及びその反射体がもっている総合周波数応答特性を有す
る参照信号発生器に第１及び第２の基本単位信号を通し
た場合には、より大きいS/N比で検査できるという効果
を奏する。

ところで、上記説明では、超音波探傷装置に利用する
場合について述べたが、その他の例えば超音波診断装置
などにも利用できることはいうまでもない。

また、上記説明では、超音波探触子を試験体に接触さ
せている場合について述べたが、超音波探触子は接触さ
せなくてもよい。この場合、超音波探触子と試験体との
間の超音波の送受信は、水などのカップリング媒体を介
して行えばよい。

さらに、この発明は、超音波アレイ探触子を構成する
個別の素子の超音波の送受信回路系に適用してもよい。

さらに、上記説明では、波動として超音波を用いる場
合について述べたが、超音波以外の波動、例えば、電磁
波を用いるシステムの送受信回路系に適用しても構わな
い。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、第１の系列及びこ
の第１の系列とは異なる第２の系列にそれぞれ基づいて
第１及び第２の基本単位信号を生成し、前記第１の基本
単位信号並びに第３の系列に基づいて第１の送信信号、
前記第１の基本単位信号並びに前記第３の系列とは異な
る第４の系列に基づいて第２の送信信号、前記第２の基
本単位信号並びに前記第３の系列に基づいて第３の送信
信号、並びに前記第２の基本単位信号並びに前記第４の
系列に基づいて第４の送信信号を発生する送信信号発生
手段と、前記第１、第２、第３並びに第４の送信信号に
より励振されて波動を対象物に送信する送信手段と、前
記第１、第２、第３並びに第４の送信信号にそれぞれ対
応する前記対象物から反射された第１、第２、第３並び
に第４のエコーを受信する受信手段と、前記第１の系列
に基づいて生成される第１の参照信号を用いて、前記第
１並びに第２のエコーを相関処理するとともに、前記第
２の系列に基づいて生成される第２の参照信号を用い
て、前記第３並びに第４のエコーを相関処理する第１の
相関手段と、前記第３の系列に基づいて生成される第３
の参照信号を用いて、前記第１並びに第３のエコーに対
応する前記第１の相関手段の出力を相関処理するととも
に、前記第４の系列に基づいて生成される第４の参照信
号を用いて、前記第２並びに第４のエコーに対応する前
記第１の相関手段の出力を相関処理する第２の相関手段
と、前記第１、第２、第３並びに第４のエコーに対応す
る前記第２の相関手段のそれぞれの出力を加算する加算
手段とを備えたので、低価格で動作スピードを向上で
き、サイドローブレベルが零の圧縮パルスを得ることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図及び第３図はこの発明の第１実施例の第１及び第２の
基本単位信号を示す波形図、第４図、第５図、第６図及
び第７図はこの発明の第１実施例の第１、第２、第３及
び第４の送信信号を示す波形図、第８図及び第９図はこ
の発明の第１実施例の第１及び第２の基本単位圧縮パル
スを示す波形図、第10図、第11図、第12図及び第13図は
この発明の第１実施例の第１の相関器の第１、第２、第
３及び第４の相関演算結果を示す波形図、第14図及び第
15図はこの発明の第１実施例の第３及び第４の参照信号
を示す波形図、第16図、第17図、第18図及び第19図はこ
の発明の第１実施例の第１、第２、第３及び第４の圧縮
パルスを示す波形図、第20図はこの発明の第１実施例の
合成圧縮パルスを示す波形図、第21図はこの発明の第１
実施例の合成基本単位圧縮パルスを示す波形図、第22図
はこの発明の第１実施例の他の第１の送信信号を示す波
形図、第23図はこの発明の第１実施例の第１の相関器を
示すブロック図、第24図はこの発明の第１実施例の第２
の相関器を示すブロック図、第25図はこの発明の第１実
施例の他の単位波形を示す波形図、 第26図はこの発明の第２実施例を示すブロック図、 第27図はこの発明の第３実施例を示すブロック図、第28
図及び第29図はこの発明の第３実施例の第１及び第２の
基本単位信号を示す波形図、第30図はこの発明の第３実
施例の他の単位波形を示す波形図、第31図、第32図、第
33図及び第34図はこの発明の第３実施例の第１、第２、
第３及び第４の送信信号を示す波形図、 第35図はこの発明の第４実施例を示すブロック図、 第36図はこの発明の第５実施例を示すブロック図、 第37図はこの発明の第６実施例を示すブロック図、 第38図は従来の測定装置を示すブロック図、第39図は従
来の測定装置の送信信号を示す波形図、第40図は従来の
測定装置の圧縮パルスを示す波形図、第41図は従来の測
定装置の他の相関器を示すブロック図である。 図において、 （1A）……振幅符号化送信信号発生器、 （1B）……位相符号化送信信号発生器、 （６）……超音波探触子、 （6A）……送信用の超音波探触子、 （6B）……受信用の超音波探触子、 （８）……表示器、 （11）……第１の相関器、 （12）……第２の相関器、 （13A）……第１の参照信号発生器、 （13B）……第２の参照信号発生器、 （14A）……第３の参照信号発生器、 （14B）……第４の参照信号発生器、 （15）……加算器、 （16）……第３の相関器、 （17A）……第５の参照信号発生器、 （17B）……第６の参照信号発生器である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 小池 光裕 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電 機株式会社鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 昭57−122857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−213248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−170830（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114948（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の系列及びこの第１の系列とは異なる
   第２の系列にそれぞれ基づいて第１及び第２の基本単位
   信号を生成し、前記第１の基本単位信号並びに第３の系
   列に基づいて第１の送信信号、前記第１の基本単位信号
   並びに前記第３の系列とは異なる第４の系列に基づいて
   第２の送信信号、前記第２の基本単位信号並びに前記第
   ３の系列に基づいて第３の送信信号、並びに前記第２の
   基本単位信号並びに前記第４の系列に基づいて第４の送
   信信号を発生する送信信号発生手段、 前記第１、第２、第３並びに第４の送信信号により励振
   されて波動を対象物に送信する送信手段、 前記第１、第２、第３並びに第４の送信信号にそれぞれ
   対応する前記対象物から反射された第１、第２、第３並
   びに第４のエコーを受信する受信手段、 前記第１の系列に基づいて生成される第１の参照信号を
   用いて、前記第１並びに第２のエコーを相関処理すると
   ともに、前記第２の系列に基づいて生成される第２の参
   照信号を用いて、前記第３並びに第４のエコーを相関処
   理する第１の相関手段、 前記第３の系列に基づいて生成される第３の参照信号を
   用いて、前記第１並びに第３のエコーに対応する前記第
   １の相関手段の出力を相関処理するとともに、前記第４
   の系列に基づいて生成される第４の参照信号を用いて、
   前記第２並びに第４のエコーに対応する前記第１の相関
   手段の出力を相関処理する第２の相関手段、 並びに 前記第１、第２、第３並びに第４のエコーに対応する前
   記第２の相関手段のそれぞれの出力を加算する加算手段 を備えたことを特徴とする測定装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の系列は相補関係にあ
   り、かつ、前記第３及び第４の系列は相補関係にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測定装置。
3. 【請求項３】前記第１並びに第２の基本単位信号は、そ
   れぞれ前記第１及び第２の系列を用いて振幅若しくは位
   相符号化された波形を有している信号、 又は 前記第１の基本単位信号は、前記第１の系列の正符号若
   しくは負符号に単位波形若しくは前記単位波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第２の基本単位信号は、前記第２の系列の正符号若
   しくは負符号に単位波形若しくは前記単位波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号、 前記第１の基本単位信号は、前記第１の系列の正符号若
   しくは負符号に矩形波形若しくは前記矩形波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第２の基本単位信号は、前記第２の系列の正符号若
   しくは負符号に矩形波形若しくは前記矩形波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号、 若しくは 前記第１の基本単位信号は、前記第１の系列の正符号若
   しくは負符号に波動波形若しくは前記波動波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第２の基本単位信号は、前記第２の系列の正符号若
   しくは負符号に波動波形若しくは前記波動波形に−１を
   掛算して得られる波形を割り当てた信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測
   定装置。
4. 【請求項４】前記第１の送信信号は、前記第３の系列の
   正符号若しくは負符号に前記第１の基本単位信号が有す
   る波形若しくは前記第１の基本単位信号が有する波形に
   −１を掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第２の送信信号は、前記第４の系列の正符号若しく
   は負符号に前記第１の基本単位信号が有する波形若しく
   は前記第１の基本単位信号が有する波形に−１を掛算し
   て得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第３の送信信号は、前記第３の系列の正符号若しく
   は負符号に前記第２の基本単位信号が有する波形若しく
   は前記第２の基本単位信号が有する波形に−１を掛算し
   て得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第４の送信信号は、前記第４の系列の正符号若しく
   は負符号に前記第２の基本単位信号が有する波形若しく
   は前記第２の基本単位信号が有する波形に−１を掛算し
   て得られる波形を割り当てた信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測
   定装置。
5. 【請求項５】前記第１の参照信号は、前記第１の基本単
   位信号が有する波形を有する信号 又は 前記第１の基本単位信号により前記送信手段を励振した
   とき前記受信手段により得られる前記対象物からのエコ
   ーの波形と同一若しくは類似の波形を有する信号であ
   り、 前記第２の参照信号は、前記第２の基本単位信号が有す
   る波形を有する信号 又は 前記第２の基本単位信号により前記送信手段を励振した
   とき前記受信手段により得られる前記対象物からのエコ
   ーの波形と同一若しくは類似の波形を有する信号であ
   り、 前記第３の参照信号は、前記第３の系列を用いて振幅符
   号化された波形と同一若しくは類似の波形を有する信号
   であり、 前記第４の参照信号は、前記第４の系列を用いて振幅符
   号化された波形と同一若しくは類似の波形を有する信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測
   定装置。