JPH0311671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自船周辺の水中状況を探知し、二
分割される表示器の表示面の一半部に従来の水平
方向ソナーが行なつている如くこの水中状況を水
平面像として表示すると共に表示器の他半部にそ
の水平像の任意の方向の断面の垂直面表示を併せ
て行なう水中探知装置に関する。更に、この装置
は、水平像に重ねて表示される垂直断面の水平方
向を示すマーカーを表示し、また垂直断面表示に
重ねて水平像のテイルト角を示すマーカーを表示
する。

以下、図面を用いてこの発明の一実施例を説明
する。

第１図は、水中状況が探知されている状態図を
示す。

第２図は、この発明の実施例の水中探知装置の
表示器の表示例を示す。

第３図は、この発明の一実施例のブロツク図を
示す。

第４図は、第３図の実施例に用いられる記憶器
を示す。

第５図は、第３図の実施例に用いられる表示器
の表示面を示す。

第１図において、船１の船底には送受波器２が
設けられている。送受波器２は、広範囲方向へ探
知パルスを発射し被探知物体からの反射信号を指
向性受波ビーム３で捕捉する。この受波ビームの
指向方向は、矢印４方向に水平方向（0゜）から
90゜の方向まで変化するよう制御される。

第２図において、表示面の左半部６には水平面
像が表示されており、魚群７，８，９及びマーカ
ー１０が表示されている。矢印１１方向が船首方
向を示し、表示面の左半部の半径が距離を示す。
表示面の右半部１３には、水平面像上のマーカー
１０が示す方向の断面が表示される。ｘ方向が水
平距離を示し、Ｚ方向が深度を示す。魚群７及び
マーカー１４が表示されている。マーカー１４
は、表示面の左半部の水平面像を描く受波ビーム
のテイルト角を示す。

第６図は、第３図の実施例に用いられる送受波
器を示す。

第３図において、クロツクパルス発生器２０
は、一定周期のパルス列を分周器２１へ供給す
る。分周器２１は、入力パルス列を分周して方向
カウンタ２２へ送出する。方向カウンタ２２は、
入力パルスに基づいて計数動作を行ないその計数
値は受波ビーム形成器２３の一入力端へ及び切換
器２４を介して記憶器２５の一入力端子へ供給さ
れる。また、方向カウンタ２２は360゜方向に対応
する計数を行なつた時出力パルスを距離カウンタ
２６へ送出する。距離カウンタ２６は、入力パル
スが印加される毎に計数動作を行ない、その計数
値を受波ビーム形成器２３の一入力端子へ及び切
換器２４を介して記憶器２５の一入力端子へ供給
する。また、距離カウンタ２６は、探知距離に対
応する計数を行なつた時出力パルスを送信器２７
及びテイルト制御器２８へ送出する。テイルト制
御器２８は、入力パルスが印加される毎に順次異
なるテイルト角信号を受波ビーム形成器２３の一
入力端子へ及び切換器２４を介して記憶器２５の
一入力端子へ供給する。送信器２７は、所定時間
持続する探知パルスを送波ビーム形成器２９へ供
給する。送波ビーム形成器２９は、例えば多くの
遅延回路で構成され、入力された探知パルスをそ
れぞれの遅延回路で遅延した後送受波器３０の対
応する振動子供給する。送受波器３０は、第６図
に示すように、円筒面上に縦方向及び横方向に等
間隔に多くの振動子が並置される。また、多数の
振動子が円筒の底面に放射状に配置されている。
送受波器３０は、超音波探知パルスを水面下に半
球状に発射する。

被探知物体からの反射信号は、送受波器３０の
円筒面上に配置される振動子により捕捉され受波
ビーム形成器２３へ送出される。受波ビーム形成
器２３は、例えば多数の遅延回路で構成され、方
向カウンタ２２からの出力計数値、距離カウンタ
２６からの出力計数値及びテイルト制御器２８か
らのテイルト角信号に基づいて受波信号を位相合
成し予め定められる順序にて所定方向に受波ビー
ムを順次形成する。受波ビーム形成器２３は、先
ずテイルト角信号に基づいて定められる水平
（0゜）方向に、方向カウンタ２２からの出力計数
値に基づいて送受波器３０の円筒面に沿つて且つ
円筒面に対し直角方向に順次受波ビームを高速に
て形成する。受波ビームが、円筒面一周に渡つて
形成された時距離カウンタ２６の出力計数値は１
ずつ増加する。距離カウンタ２６の計数値が探知
距離に対応する数値に達するまで受波ビーム形成
動作は、繰り返し行なわれる。従つて、等間隔の
ほぼ同心円上に存在する被探知物体からの反射信
号が受波ビームによつて捕捉されアナログ−デイ
ジタル変換器３２へ送出される。水平方向の探知
動作が終了した時、受波ビームは、テイルト角信
号により例えば水平方向から6゜下方へ傾けられ上
記と同じ受波ビームの形成動作を行なう。すなわ
ち、距離カウンタ２６の計数値が１増加する毎に
受波ビームを円筒面に沿つて一周させ、距離カウ
ンタ２６の計数値が探知距離に対応する数値に達
するまで受波ビームは円筒面に沿つて繰り返し形
成される。以下同様に各テイルト角における受波
ビーム形成動作が終る毎に受波ビームの指向角は
6゜毎下向へ向けられ、テイルト角が90゜に達する
までこの受波ビーム形成動作が繰り返し行なわれ
る。受波ビームによつて捕捉された反射信号は、
アナログ−デイジタル変換器３２へ供給される。
アナログ−デイジタル変換器３２は、入力信号を
デイジタル量に変換した後この出力信号を記憶器
２５の入力端子に供給する。

記憶器２５は、第４図に示す如く、距離ｒ方向
にＪ、テイルトｔ方向にＬ及び船首からの水平θ
方向にＫのＪ×Ｋ×Ｌビツトで構成される。な
お、探知信号を2³段階の強度に分割し記憶器に記
憶する場合は第４図に示す記憶器が３個並列接続
される。記憶器２５は、アナログ−デイジタル変
換器３２の出力信号を方向カウンタ２２の計数値
θ_w、距離カウンタ２６の計数値R_w及びテイルト
制御器２８のテイルト角信号T_wに基づいて定ま
るアドレスの記憶素子に順次書き込む。

表示器３４の表示面は、第５図に示す如くであ
り、画素数は、ｈ方向に（3N＋１）でｖ方向に
（2M＋１）であるので（3N＋１）（2M＋１）個
であり、その内右側のＮ×（2M＋１）個が垂直断
面像表示用に使用される。クロツクパルス発生器
３５は、クロツクパルス列を垂直カウンタ３６、
切換器２４の切換端子及び記憶器２５の書き込
み／読み出し端子へ送出する。垂直カウンタ３６
は、入力クロツクパルスを計数し、その計数値を
偏向回路３７、座標変換回路３８及び３９の一入
力端子へ供給する。また、垂直カウンタ３６は、
表示器３４の表示面のｖ方向の画素数に対応する
クロツク数を計数した時出力パルスを水平カウン
タ４０へ送出する。水平カウンタ４０は、入力パ
ルスを計数し、その計数値を偏向回路３７、座標
変換回路３８及び３９の一入力端子並びに比較器
４１へ送出する。偏向回路３７は、表示器３４の
電子ビームをｖ方向へ偏向しながらｈ方向へ偏向
する。すなわち、電子ビームをｖ方向へ（3N＋
１）回偏向走査させることにより一回の面走査を
行なう。

座標変換回路３８は、表示面の垂直断面像表示
部の所定の画素に表示するための信号が記憶され
ている記憶素子のアドレスを垂直カウンタ３６及
び水平カウンタ４０からの計数値に基づいて決定
するための座標変換を行なう。座標変換回路３８
は、読み出し用テイルト角信号Tr₁、読み出し用
距離信号Rr₁を切換器４３及び２４を経て記憶器
２５へ供給する。方位設定器４４は、読出し用方
位信号θr₁（第２図のマーカー１０に対応する）を
切換器４３及び２４を経て記憶器２５へ供給す
る。比較器４１は、Ｎ設定器４５により予めＮが
設定されており、水平カウンタ４０から計数値Ｎ
が供給された時一致信号を切換器４３へ送出して
切換器４３への入力信号を切換え選択して記憶器
２５送出する。すなわち、水平カウンタ４０の計
数値がＮに達するまで座標変換回路３８及び方位
設定器４４の出力信号Tr₁、Rr₁、θr₁を記憶器２
５へ供給し、これらの信号に基づいて定まるアド
レスの記憶素子から記憶信号を読み出してカラー
コンバーター４７を経て表示器３４へ供給しその
表示面に垂直断面像を表示する。

座標変換回路３９は、表示面の水平面像表示部
の所定の画素に表示するための信号が記憶されて
いる記憶素子のアドレスを垂直カウンタ３６及び
水平カウンタ４０からの計数値に基づいて決定す
るための座標変換を行なう。座標変換回路３９
は、読み出用距離信号Rr₂及び読み出し用方位信
号θr₂を切換器４３及び２４を経て記憶器２５へ
供給する。この時、テイルト設定器３３からテイ
ルト角信号Tr₂が切換器４３及び２４を経て記憶
器２５へ供給される。テイルト設定器３３は、表
示される水平面像のテイルト角を設定する。比較
器４１から一致信号が切換器４３へ供給される
と、入力信号が切り換えられ、座標変換回路３９
が送出する読み出し用距離信号Rr₂及び方位信号
θr₂並びにテイルト角信号Tr₂が切換器２４を経て
記憶器２５へ供給される。これらの信号Rr₂、
θr₂、Tr₂に基づいて定まるアドレスの記憶素子か
ら記憶信号を読み出してカラーコンバーター４７
を経て表示器３４へ供給しその表示面の左側部に
水平面像を表示する。

クロツクパルス発生器３５からのクロツクパル
スの電位が例えば正の時アナログ−デイジタル変
換器３２の出力が記憶器２５に書き込まれ、極性
が変わり電位が負になつた時切換器２４が切換え
られ記憶器２５に記憶される記憶信号が読み出さ
れ表示器３４へ供給される。

方位設定器４４の出力信号θr₁は、一方比較器
５１の一入力端子に供給される。比較器５１の他
の入力端子には、切換器４３から方位信号θr₁及
びθr₂が供給される。比較器５１は、方位設定器
４４からの読み出し用方位信号θr₁と座標変換器
３９から供給される方位信号θr₂とが一致した時
出力信号をゲート５０の入力端子へ供給する。比
較器４１の出力信号は、ゲート５０の制御端子及
び反転器５３へ供給される。ゲート５０は、制御
端子に信号が供給される時比較器５１の出力信号
を通過させカルーコンバーター４７を経て表示器
３４へ供給せしめる。その結果マーカ１０が表示
される。

テイルト設定器３３からのテイルト角信号Tr₂
は、一方比較器５５の一入力端子へ供給される。
比較器５５の他の入力端子には、座標変換回路３
８からの読み出し用テイルト角信号Tr₁及びテイ
ルト角設定器３３からのテイルト角信号Tr₂が供
給される。比較器５５は、テイルト角設定器３３
からのテイルト角信号Tr₂と座標変換回路３８か
ら供給されるテイルト角信号Tr₁とが一致した時
に出力信号をゲート５４の入力端子へ供給する。
反転器５３は、入力信号を反転させて得た出力信
号をゲート５４の制御端子へ供給する。ゲート５
４は、その制御端子に信号を受信する時比較器５
５の出力信号を通過させ、カラーコンバータ４７
を経て表示器３４へ供給せしめる。その結果、マ
ーカ１４が表示される。

次に動作を説明すると、先ず送受波器３０から
半球状に探知パルスが発射される。被探知物体か
らの反射波は、ビーム形成器２３により順次水平
（0゜）方向に形成される受波ビームにより捕捉さ
れ、アナログ−デイジタル変換器３２を経て記憶
器に供給され、方向カウンタ２２の計数値θ_w、距
離カウンタ２６の計数値Rw及びテイルト制御器
２８のテイルト角信号Twに基づいて定まるアド
レスの記憶素子に順次書き込まれる。水平方向の
探知動作が終了した時、探知パルスが半球状に再
び水中に発射される。受波ビームは、ビーム形成
器２３によりテイルト角6゜方向に順次形成され上
記と同様に反射波が記憶器２５に記憶される。こ
のテイルト角6゜における探知動作が終つた時探知
パルスが再び送受波器３０から水中に発射され
る。受波ビームは、テイルト角12゜方向に順次形
成され反射波が捕捉され記憶器２５に記憶され
る。以下、同様に、探知パルスが発射される毎に
受波ビームのテイルト角が変えられ、テイルト角
は90゜まで変えられ探知動作が行なわれる。以後、
同様に受波ビームのテイルト角が0゜から90゜まで
変えられ、探知動作が繰り返し行なわれる。

表示面の右半部には方位設定器４４が送出する
方位信号θr₁で定まるマーカ１０の方位の垂直断
面像が表示される。記憶器２５へは、方位設定器
４４から一定の方位信号θr₁が送出され、また座
標変換器３８から垂直カウンタ３６及び水平カウ
ンタ４０の計数値に基づいて変化する読み出し用
テイルト角信号Tr₁及び読み出し用距離信号Rr₁
が送出される。記憶器２５からは、信号θr₁、Tr₁
及びRr₁で定まるアドレスの記憶素子から記憶信
号が読み出されCRT３４へ供給されカラー表示
される。

表示面の左半部には、テイルト設定器３３が送
出するテイルト角信号Tr₂で定まるテイルト角マ
ーカ１４の方向から帰来する信号が表示される水
平面像が得られる。記憶器２５へは、テイルト設
定器３３から一定のテイルト角信号Tr₂が供給さ
れ、また座標変換器３９から垂直カウンタ３６及
び水平カウンタ４０の計数値に基づいて変化する
読み出し用方位信号θr₂及び読み出し用距離信号
Rr₂が送出される。記憶器２５からは、信号Tr₂、
θr₂及びRr₂で定まるアドレスの記憶素子から記憶
信号が読み出されCRT３４へ供給され、その結
果水平面像が表示される。

なお、予め定められる方位角範囲内の方位信号
θr₁を切換器４３及び比較器５１へ順次供給する
場合には、マーカ１０がその方位角範囲内を移動
し、表示面の右半部にはそのマーカ１０で定まる
水中の垂直断面像が表示される。これを行なうた
めの一実施例として、水平カウンタ４０の出力信
号を分周器で分周し、その分周出力を所定数を繰
り返し計数するカウンタへ供給して計数させ、こ
の計数値と方位設定器４４からの出力信号とを加
算器に供給して加算し、得られた加算値を切換器
４３及び比較器５１へ供給する。

なお、上記実施例では、テイルト角設定器３３
の出力信号Tr₂を切換器４３及び比較器５５へ供
給したが、その代りにテイルト制御器２８からの
テイルト角信号Twを切換器４３及び比較器５５
へ供給することもできる。この場合にはマーカ１
４が送受波器３０から探知パルスが発射される毎
に変化する。表示面の左半部には、テイルト角マ
ーカ１４の方向から帰来する信号が表示され、変
化する水平面像が順次得られる。

なお、上記実施例においては、送受波器３０と
して円筒面上に振動子を配置したものを用いた
が、半球上に振動子を等密度に配置したものを使
用することもできる。この場合には、送信器２７
が送出する探知パルスを直接送受波器に供給すれ
ばよい。また、ビーム形成器２３は、予め定めら
れるグループの振動子によつて捕捉される受波信
号を位相合成することにより所定方向に順次受波
ビームを形成する。

上述のように、この発明によれば二分割される
表示面の一半部に水中状況の水平面像を他半部に
水平面像の任意の方向の垂直断面像を表示するこ
とができる。また、この発明によれば、水平面像
又は垂直断面像を瞬間的に新たな像に切換え表示
することができ、水平面像のテイルト角を示すマ
ーカー及び垂直断面像の方向を示すマーカーをも
表示することができ、容易に且つ短時間で水中状
況を三次元的に観測し得る水中探知装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水中状況が探知されている状態図で
ある。第２図は、この発明の実施例の水中探知装
置の表示器の表示例である。第３図は、この発明
の一実施例のブロツク図である。第４図は、第３
図の実施例に用いられる記憶器である。第５図
は、第３図の実施例に用いられる表示器の表示面
である。第６図は、第３図の実施例に用いられる
送受波器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 広範囲方向へ探知パルス信号を発射し、各方
   向から帰来する反射信号を表示器の一半部に平面
   表示し、特定方向から帰来する反射信号を表示器
   の他半部に経時的に表示しその特定方向の水中断
   面を表示する水中探知装置において、 広範囲方向へ探知パルス信号を発射する送波器
   と、 受波ビームの指向方向θ_wを繰り返し変えながら
   順次増加する距離R_wから到来する反射信号を受
   信し、所定範囲内の探索を終えた後受波ビームの
   テイルト角T_wを変え上記と同じ動作を繰り返し
   行なう受波手段と、 受波信号を記憶する記憶器と、 受波信号を記憶器のθ_w、R_w、T_wで定まるアド
   レスの記憶素子に書き込む書込み手段と、 読み出し用の受波ビームの指向方向を表わす信
   号θ_R1を生成する手段と、 R_wに対応する読み出し用の距離を表わす信号
   R_R1を生成する手段と、 T_wに対応する読み出し用の受波ビームのテイ
   ルト角を表わす信号T_R1を生成する手段と、 上記読み出し用の受波ビームの指向方向を示す
   マーカーを表わす指向方向マーカー信号を生成す
   る手段と、 上記指向方向マーカーの方向を設定する手段
   と、 θ_wに対応する読み出し用の受波ビームの指向方
   向を表わす信号θ_R2を生成する手段と、R_wに対応
   する読み出し用の距離を表わす信号R_R2を生成す
   る手段と、 読み出し用の受波ビームのテイルト角を表わす
   信号T_R2を生成する手段と、 上記読み出し用の受波ビームのテイルト角を表
   わすマーカーを表わすテイルト角マーカー信号を
   生成する手段と、 上記テイルト角マーカーの方向を設定する手段
   と、 上記記憶器のθ_R1、R_R1、T_R1で定まるアドレス
   の記憶素子から記憶信号を読み出す第１の読出し
   手段と、 上記記憶器のθ_R2、R_R2、T_R2で定まるアドレス
   の記憶素子から記憶信号を読み出す第２の読出し
   手段と、 上記第１の読出し手段の出力信号及び上記テイ
   ルト角マーカー信号をその一半部に表示し上記指
   向方向マーカーが表わす方向の水中断面及びテイ
   ルト角マーカーを表示し、上記第２の読出し手段
   の出力信号及び指向方向マーカー信号をその他半
   部に表示しテイルト角T_R2方向の水中状況を平面
   表示するとともに上記指向方向マーカーを表示す
   る表示器とから成る水中探知装置。