JPH0197886A - 水中探知機の画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、スキャニングソナーにおける画像表示装置に
係り、特には俯仰角を順次変化させて得られる魚群映像
を立体的に表示することにより、水中深度方向の魚群分
布を把握できるようにした画像表示装置に関する。

〈従来の技術〉 通常、魚群は一定深度に渡って分布している場合が多い
ので、スキャニングソナーを使用して魚群の探査を行う
場合には、第３図に示すように、俯仰角を経時的に一定
角度θずつ変化させながら超音波ビームを送波する。そ
して、ある俯仰角の下での魚群からの反射波を受波して
得られた受信信号を画像データとして一旦画像メモリに
記憶した後、その画像データをＴＶ走査に同期して画像
メモリから読み出してＣＲＴモニタに出力し、魚群の映
像を表示するようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように、従来の画像表示装置においては、超音波ビ
ームの送受波に基づいて得られる画像データを単一の画
像メモリを介してそのままＣＲＴモニタに出力している
ので、俯仰角を変化させるとそれに応じて魚群の映像が
切り換わる。

したがって、スキャニングソナーに対して魚群が近距離
に位置している場合には、超音波ビームの送受波期間が
短いので、俯仰角も速く変化させることができ、それに
伴って魚群の映像が切り換わる周期も短くなるため魚群
分布の把握が比較的容易であるか、魚群が遠距離に位置
している場合には、超音波ビームの送受波期間が長くな
るため、俯仰角もそれに応じて遅く変化させねばならず
、その結果、魚群の映像が切り換わる周期も長くなり、
たとえば１０ｓｅｃ−１５ｓｅｃ間隔で切り換わるよう
になる。このように、映像が切り換わる周期が長くなる
と、切り換え前後の表示画像の関係が不明確となり、魚
群分布を立体的に把握することが困難となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、俯仰角を切り換えるたびに得られた魚群の映像を同
一画面上に立体的に配列表示できるようにして、超音波
ビームの送受波期間の長短に影響されることなく、深さ
方向の魚群分布の把握が容易に行えるようにすることを
目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するために、送受波器から
出力される超音波ビームの俯仰角を順次変化させる俯仰
角制御回路と、この俯仰角制御回路による俯仰角の切り
換えに応じて前記送受波器で得られ超音波ビームの受信
信号を画像データとして記憶する画像メモリと、この画
像メモリから読み出されたデータを表示する表示器とを
備えた画像表示装置において、次の構成を採る。

すなわち、本発明の画像表示装置は、表示器に表示され
た画像から魚群等が検知された特定の子画面切り出し範
囲を設定する子画面切り出し範囲設定手段と、この子画
面切り出し範囲設定手段で設定された範囲内の画像デー
タが各俯仰角ごとに分けて記憶される複数の子画面メモ
リと、前記俯仰角制御回路による俯仰角の切り換えに応
じて前記複数の子画面メモリの内から画像データを書き
込むべき子画面メモリを順次選択するメモリ選択単段と
、前記子画面メモリから読み出される俯仰角ごとの画像
データを順次選択して出力するデータ出力選択手段と、
このデータ出力選択手段で選択された画像データを前記
表示器の同一画面上に俯仰角の変化順に配列表示する配
列表示手段とを具備して構成されている。

〈作用〉 俯仰角制御回路により超音波ビームの俯仰角が切り換え
られるたびに送受波器で得られる受信信号が画像データ
として画像メモリに記憶された後、表示器に表示される
。また、表示器に表示された画像を見て、子画面切り出
し範囲設定手段で魚群等が検知された特定の子画面切り
出し範囲を設定すると、その設定された範囲の画像デー
タがメモリ選択手段によって俯仰角制御回路による俯仰
角の切り換えに応じて選択された画面メモリに書き込ま
れる。こうして、俯仰角を切り換えるたびに設定した子
画面切り出し範囲内の画像データが各子画面メモリごと
に個別に記憶される。

一方、各子画面メモリに記憶された俯仰角ごとの画像デ
ータはＴＶ走査に同期して読み出され、その各画像デー
タがデータ出力選択手段によって順次選択出力される。

その際、選択された画像データは配列表示手段によって
表示器の同一画面上に俯仰角の変化順に配列表示される
。

その結果、俯仰角を切り換えるたびに得られた魚群の映
像が立体的に表示されることになり、深度方向の魚群分
布を容易に把握することができる。

〈実施例〉 第１図はスキャニングソナーの画像表示装置を含むブロ
ック図である。同図において、符号ｌは送受波器で、超
音波ビームを送受波する振動子２、振動子２の励振パル
スを出力する送信部４、振動子２で得られた超音波ビー
ムの受信信号を増幅、検波する受信部６から構成される
。また、８は送受波器１の振動子２から出力される超音
波ビームの俯仰角を経時的に順次変化させる俯仰角制御
回路である。！０は受信部６から出力される時系列の受
信信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器、１２はＡ／Ｄ変
換された超音波ビームの受信信号を画像データとして記
憶する画像メモリ、１４は俯仰角制御回路８からの送振
トリガパルスの入力に応答して画像メモリ１２にデータ
を書き込む際のアドレスを発生する書き込みアドレス発
生部で、受信信号のスパイラル走査に合わせた極座標（
ｒ。

θ）をＴＶシラスー走査に合わせた直交座標（Ｘ％ｙ）
に変換する座標変換回路を含む。１６は画像メモリ１２
に記憶された画像データをＴＶ走査に同期して読み出す
際のアドレスを発生する読み出しアドレス発生部、１８
は画像メモリ１２から読み出されたデータを画像表示す
るＣＲＴカラーデイスプレィで構成される表示器である
。

２０は、表示器１８に表示された画像から魚群等が検知
された場合の特定の子画面切り出し範囲（但し縦Ｘ横の
ドツト長は一定）を設定する子画面切り出し範囲設定手
段としての範囲設定器である。この範囲設定器２０は、
第２図に示すように、図外のジョイスティック、トラッ
クボール等で画面上に表示された断層マークＭを所望の
位置まで移動させて子画面の切り出し範囲が指定される
。

２２ａ〜２２ｎは範囲設定器２０で設定された切り出し
範囲内の画像データが各俯仰角ごとに分けて記憶される
複数の子画面メモリ、２４は俯仰角制御回路８による俯
仰角の切り換えに応答して複数の子画面メモリ２２ａ〜
２２ｎの内から画像データを書き込むべき子画面メモリ
を選択するメモリ選択手段で、たとえばリングカウンタ
で構成される。

２６は画像メモリ１２からの画像データの読み出し動作
に対応して各子画面メモリ２２ａ〜２２ｎに対するデー
タの書き込みアドレスを発生する書き込みアドレスカウ
ンタであって、範囲設定器２０からハイレベルの書き込
み範囲設定信号が出力されている場合だけアドレスデー
タがアンドゲート２８を介してメモリ選択手段２４で選
択された子画面メモリに与えられる。また、３０は各子
画面メモリ２２ａ〜２２ｎに対する画像データの読み出
しアドレスを発生する読み出しアドレス発生回路である
。

３２は水平同期信号を所定回数カウントするたびに切り
換えパルスを出力する切り換えパルス発生器、３４は切
り換えパルス発生器３２から与えられる切り換えパルス
に同期して各子画面メモリ２２ａ〜２２ｎから読み出さ
れる俯仰角ごとの画像データを順次選択して出力するデ
ータ出力選択手段としての切り換え器、３６は切り換え
器３２で選択された画像データを表示器１８の同一画面
上に位置をずらぜて直線状に配列表示するための配列表
示手段である。この配列表示手段３６は、本例ではビッ
トシフタ３８と加算器４０とから構成されており、各子
画面メモリ２２ａ〜２２ｎに対して読み出しアドレスが
、たとえば２２ａには０〜９９番地まで、２２ｂには１
００〜１９９番地まで、・・・というように順次割り当
ててあれば、ビットシフタ３８からは切り換えパルス発
生器３２からの切り換えパルスが与えられるたびに、！
００．２００、・・・というように６値が出力され、次
段の加算器４０によってその値に読み出しアドレスカウ
ンタ３０からの読み出しアドレスの値が加算される。

４０は第２図に示すような平行四辺形を連ねたフレーム
Ｆを画像表示するためのデータを発生ずるフレーム発生
回路、４２は画像メモリ１２、各子画面メモリ２２ａ〜
２２ｎおよびフレーム発生回路４０からそれぞれ与えら
れるデータを合成して表示器に出力する合成回路である
。

次に、上記構成の動作について説明する。

魚群分布を把握するには、俯仰角を経時的に一定角度θ
ずつ変化させながら超音波ビームを送受波する必要があ
るため、俯仰角制御回路８からは、送受波器ｌに対して
超音波ビームの送受波期間を考慮した所定の周期で俯仰
角θを切り換えて超音波ビームを発生させるための送振
トリガパルスが出力される。この送振トリガパルスは、
送信部４、受信部６、書き込みアドレス発生部１４およ
びメモリ選択手段２４にそれぞれ与えられる。送信部４
は、この送振トリガパルスに応答して振動子２に励振パ
ルスを出力し、振動子２から超音波ビームが送波される
。魚群で反射された超音波ビームのエコーは、垂び振動
子２で受波され、振動子２からの時系列の受信信号が受
信部６で増幅、検波された後、Ａ／Ｄ変換器１０でデジ
タル化され、そのデータが画像データとして画像メモリ
１２に記憶される。その際、画像データの書き込みアド
レスが書き込みアドレス発生部１４で指定される。

画像メモリ１２に記憶された一つの俯仰角の下での画像
データは、読み出しアドレス発生部１６によりＴＶ走査
に同期して読み出され、合成回路４２を介して表示器１
８に出力される。表示器！８に表示された画像を見なが
ら、図外のジョイスティック、トラックボール等で断層
マークＭを魚群等が検知された特定の位置まで移動させ
て子画面の切り出し範囲を設定する。すると、範囲設定
器２０からは、ＴＶの水平同期信号が断層マークＭで設
定した切り出し範囲にかかる期間だけハイレベルの書き
込み範囲設定信号が出力される。また、書き込みアドレ
スカウンタ２６からは、画像メモリ１２から画像データ
が読み出されるのに対応して書き込みアドレスが発生さ
れており、したがって、範囲設定器２０からハイレベル
の書き込み範囲設定信号が出力されている場合だけ書き
込みアドレスがアンドゲート２８を介してメモリ選択手
段２４で選択された子画面メモリに与えられる。その結
果、メモリ選択手段２４で選択された子画面メモリには
、範囲設定器２０で設定された範囲の画像データが書き
込まれる。

このように、メモリ選択手段２４は俯仰角制御回路８か
らの送振トリガパルスに応答して各子画面メモリ２２ａ
〜２２ｎの内から画像データを書き込むべき所定の子画
面メモリを順次選択するので、各子画面メモリ２２ａ〜
２２ｎには、俯仰角を切り換えるたびに設定した子画面
切り出し範囲内の画像データが個別に記憶される。

一方、切り換えパルス発生器３２からは水平同期信号を
所定回数カウントするたびに切り換えパルスが出力され
、この切り換えパルスが切り換え器３４とビットシフタ
３８にそれぞれ与えられる。

ビットシフタ３８からは、切り換えパルス発生器３２か
らの切り換えパルスが与えられるたびに１００．２００
、・・・というように各位が出力される。

加算器４０は、ビットシフタ３８からの値と読み出しア
ドレスカウンタ３０からの値を加算し、その加算値を読
み出しアドレスとして各子画面メモリ２２ａ〜２２ｎに
与える。したがって、各子画面メモリ２２ａ〜２２ｎに
対する読み出しアドレスが、たとえば２２ａではＯ〜９
９番地まで、２２ｂでは１００〜１９９番地まで、・・
・というように予め割り当てであるので、最初に０〜９
９番地の子画面メモリ２２ａからＴＶのラスター走査に
同期して画像データが読み出されると、次に、１００〜
１９９番地の子画面メモリ２２ｂから画像データが読み
出される。こうして、各子画面メモリ２２ａ〜２２ｎに
記憶された俯仰角ごとの画像データがＴＶのラスター走
査に合わせて読み出される。

また、切り換え器３４は切り換えパルス発生器３２から
与えられる切り換えパルスに同期して各子画面メモリ２
２ａ〜２２ｎの出力を選択するため、一つの子画面メモ
リたとえば２２ａからのデータ読み出しが完了すると同
時に、切り換え器３４が接続を切り換えて次の子画面メ
モリ２２ｂから読み出されるデータを選択出力する。

こうして、切り換え器３４で選択された俯仰角ごとの画
像データは、合成回路４２に入力される。

合成回路４２は、画像メモリ１２からの画像データ、各
子画面メモリ２２ａ〜２２ｎからの画像データおよびフ
レーム発生回路４０からのフレーム発生用のデータをそ
れぞれ合成して表示器１８に出力する。その結果、第２
図に示すように、たとえば画面の左側に、俯仰角を変え
るたびに得られた魚群の映像が子画面として切り出され
た形で深度類に上から下に向けて配列表示される。たと
えば俯仰角を２２°から３６°まで２°きざみで順次変
化させた場合には、最上部から下に向けて俯仰角の変化
順に各魚群映像が表示される。この表示は、深さ方向の
魚群分布を立体的に表示していることになるので、深度
方向の魚群分布を直感的に把握することができる。

なお、この実施例では、スパイラルスキャン型のスキャ
ニングソナーについて説明したが、ＰＰ■ソナーのよう
なペンシルビーム型のソナーにも本発明を適用できるの
は勿論である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、俯仰角を切り換えるたびに得られた魚
群の映像が同一画面上に位置をずらせて立体的に配列表
示されるので、超音波ビームの送受波期間の長短に影響
されることなく、深さ方向の魚群分布の把握が容易に行
えるようになる等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、第１図は
スキャニングソナーの画像表示装置を含むブロック図、
第２図は俯仰角を経時的に変化させて得られる画像の立
体的な表示例を示す説明図、第３図は俯仰角を変化させ
て魚群分布を探査する場合の説明図である。 １・・・送受波器、８・・・俯仰角制御回路、！２・・
・画像メモリ、１８・・・表示器、２０・・・子画面切
り出し範囲設定手段（範囲設定器）、２２ａ＝２２ｎ・
・・子画面メモリ、２４・・・メモリ選択手段、３４・
・データ出力選択手段（切り換え器）、３６・・・配列
表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送受波器から出力される超音波ビームの俯仰角を
   順次変化させる俯仰角制御回路と、この俯仰角制御回路
   による俯仰角の切り換えに応じて前記送受波器で得られ
   超音波ビームの受信信号を画像データとして記憶する画
   像メモリと、この画像メモリから読み出されたデータを
   表示する表示器とを備えた画像表示装置において、 前記表示器に表示された画像から魚群等が検知された特
   定の子画面切り出し範囲を設定する子画面切り出し範囲
   設定手段と、 この子画面切り出し範囲設定手段で設定された範囲内の
   画像データが各俯仰角ごとに分けて記憶される複数の子
   画面メモリと、 前記俯仰角制御回路による俯仰角の切り換えに応じて前
   記複数の子画面メモリの内から画像データを書き込むべ
   き子画面メモリを順次選択するメモリ選択手段と、 前記子画面メモリから読み出される俯仰角ごとの画像デ
   ータを順次選択して出力するデータ出力選択手段と、 このデータ出力選択手段で選択された画像データを前記
   表示器の同一画面上に俯仰角の変化順に配列表示する配
   列表示手段と、 を具備することを特徴とするスキャニングソナーの画像
   表示装置。