JPS586151B2 - 超音波探知表示装置 - Google Patents

超音波探知表示装置

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JPS586151B2
JPS586151B2 JP52121727A JP12172777A JPS586151B2 JP S586151 B2 JPS586151 B2 JP S586151B2 JP 52121727 A JP52121727 A JP 52121727A JP 12172777 A JP12172777 A JP 12172777A JP S586151 B2 JPS586151 B2 JP S586151B2
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晋 片山
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば魚群探知機のような超音波探知装置に
おいて、その1回の探知情報を一本の表示線とし、これ
を順次配夕して陰極線管に表示し、従来の記録紙におけ
る表示と同じような表示を陰極線管上に表示させる表示
装置、特に任意の位置に距離マーカを表示できるように
した超音波探知表示装置に関する。
例えば魚群探知機において1回の探知情報を陰極線管表
示装置の表示面の一端に上下方向の一本の表示線として
表示し、もつとも古い情報を表示面の他端に上下方向の
表示線として表示し、順次古い情報から消え、新しい情
報が常に表示面の一端に表示されるようにすることによ
り記録紙による記録と同様な形式の表示が行なわれる。
この表示方式は陰極線管を利用することによって記録紙
の記録よりも多くの情報を表示することができ、特に探
知信号レベルに応じて異なる色表示が行なわれるように
カラー陰極線管を使用して表示する時は非常に多くの情
報が表示され、例えばプランクトン中の魚群のように反
射レベル差が小さく、記録紙による表示によっては見分
けがつけ難いような場合においても、僅かのレベル差で
も表示される色が目立つようにすることによって区別す
ることが可能となり、解像度を著しく増すことができる
このような陰極線管表示装置によればその一部分を拡大
して表示することも簡単に行なわれて頗る便利である。
この発明はこのように陰極線管表示装置を利用して表示
すると共に、探知距離、魚群探知機においては探知深度
の任意の位置を選んで表示面上に移動マーカとして表示
することができ、探知物までの距離、深さを正確にかつ
迅速に読取ることを可能とした超音波探知表示装置を提
案するものである この発明によれば設定手段により設定しようとする移動
マーカの位置が数値として設定され、その数値は必要に
応じて表示器に表示される。
一方陰極線管表示装置における各表示線に対する表示し
つつある瞬時的位置が数値として検出され、この検出数
値が上記設定値と一致するごとに一致回路にて検出され
、その出力により陰極線管表示装置に対し瞬時的に表示
が行なわれる。
この瞬時的表示は各表示線上の同一位置に現われ、これ
が1本の移動マーカとして表示される。
上記設定値を変更することにより移動マーカを表示面上
の例えば魚群映像上に位置させ、この時の上記表示器の
表示数値からその移動マーカの位置、つまり魚群の深さ
が直ちに読取れる。
移動マーカの表示は陰極線管表示装置を例えば輝度変調
し、白又は黒として表示し、カラー陰極線管の場合は特
定の色として表示することができる。
次にこの発明こよる超音波探知表示装置の実施例を図面
を参照して説明しよう。
この例は魚群探知機に適用した場合であって送信機11
からの超音波周波数の搬送波パルスは送受波器12を通
じて超音波パルスとして例えば海中に放射され、海底1
3或いはその途中の魚群14よりの反射波が送受波器1
2に受波され、受波された信号は電気信号に変換されて
受信機15にて増幅検波される。
送信機11を駆動する送信トリガは第2図Aに示すよう
にT1を周期として送信されて水中に放射され、その送
信超音波の漏れを示す発信パルス16、魚群14に対応
した低レベルの反射波17、海底13に対応した高レベ
ルの反射波18が第2図Bに示すように受信される。
一超音波パルス毎にこの探知情報が受信機15より得ら
れ、これはAD変換機19にてそのレベルに応じて例え
ば3ビットのデジタル信号に変換され、バツファメモリ
21に例えば256のサンプリング点が記憶される。
即ちバツファメモリ21にはトリガパルスの始めより受
信機15の出力がサンプリングされ、第2図に示すよう
に周期T1よりも短いT2の間が、例えば256のサン
プリングとして取込まれる。
バツファメモリ21のデジタル情報は主メモリ22に移
されてこれに記憶される。
主メモリ22は走査形表示装置、例えば陰極線管表示装
置23の一画面分を表示する記憶容量を持っており、周
期的に続出されて陰極線管表示装置23に表示される。
その表示は例えば第3図に示すように表示画面24にお
いて例えば右端に上下方向における表示線25に1回探
知情報が表示される。
従って1本の表示線における画素の数は、最大時間T2
に対応し、例ではサンプリング点が256であるから2
56個となる。
探知情報のもつとも新しいものは表示画面24の右端に
表示され、もつとも古いものは左端に表示され、順次表
示が古くなるに従って左側に移って行き、表示画面24
にトリガパルスの漏れパルス16を示す発信線26が魚
群の反射波17を示す表示27、海底の反射波18を示
す表示28がそれぞれ表示される。
この例において陰極線123としてカラー陰極線管を使
用し、入力信号レベルに応じて異なる色として表示し、
例えば0レベル、この場合は水中よりの反射波は青色に
表示され、もつとも大きいレベル、例えば海底などの反
射波は赤色に表示されるようにすることができる。
探知距離範囲いわゆるレンジに対応してトリガパルス周
期T1が変化させられる。
例えば水晶発振器などの基準発振器29の出力は分周器
31にて分周され、更に分周器32にて分周され、この
分周出力は可変分周回路33に供給される。
可変分周回路33よりの異なる分周比の出力中の1つが
レンジ切替スイッチ34により選択され、更に分周器3
5にて分周される。
分周回路35の出力がトリガパルスとして送信機11に
与えられる。
分周器35の出力はスイッチ36の接点n側を通じてバ
ツファメモリ21にデータ取込み開始し時点として与え
られる。
レンジ切替スイッチ34は例えば5つのレンジθ〜80
m,0〜160m,0〜320m,0〜640m10〜
1280mの探知範囲に切替えるようにされ、このレン
ジを大きくするに従ってトリガパルスの周期T1は長く
される。
1回の探知情報に対するサンプリング数は一定(この例
では256)であるため、レンジを長くするに従ってバ
ツファメモリ21にデータを取込むためのクロック周波
数も低くされる。
このため分周器32の出力は分周回路37にも与えられ
、この分周回路37の出力として7つの異なる分周比出
力が得られる。
探知レンジ及び拡大率の各設定値に応じて回路39から
信号が選択回路38に与えられ、選択回路38は分周回
路37の7つの出力の1つの信号が選択され、これがバ
ツファメモリ21にデータを取込むためのクロツクとし
て供給される。
陰極線管表示装置23に対する制御を行なうため基準ク
田ンク発振器29の出力は分周回路41にて分周され、
更に分周回路42,43にて分周されて水平同期信号が
作られ、この水平同期信号は分周回路44にて分周され
て垂直同期信号が作られる。
これ等水平同期信号及び垂直同期信号は陰極線管表示器
23に与えられて、この表示器23の電子ビームが制御
され、電子ビームによりその表示画面が主走査及び副走
査される。
この例においてはその主走査と表示線25とを一致させ
る。
更に基準発振器の出力を分周器41で分周した出力は読
出しク田ンクとして主メモリ22に供給され、これによ
り主メモリ22の情報は順次読出されて禁止ゲート45
を通じ、更にオアゲート46を通じ、これよりデコーダ
47にてアナログ信号に変換され陰極線管表示装置23
に供給される。
これにより第3図に示したような表示が常時は静止画像
として得られる。
探知情報がバツファメモリ21に得られると、その次の
垂直帰線消去区間においてメモリ21内のデータが主2
2内に書込まれる。
これにより先に述べたように表示画面24の表示は表示
線を1本ずつ古い方へ移される。
この発明においては移動マーカの位置を任意設定するこ
とができ、表示画面上の任意の探知距離に1本の線とし
て移動マーカが表示される。
この設定した距離は表示器に表示される。
移動マーカはマーカ設定摘み48によって表示画面の任
意の位置に設定される。
例えばマーカ設定摘み48を右回転するとその一定回転
角度毎にスイッチ49がオンオフし、左回転するとスイ
ッチ51がその一定角度毎にオンオフする。
これ等スイッチ49、51の動作によりパルス発生回路
52からそれぞれパルスが発生し、アツプダウンカウン
タ53にそのパルスが与えられる。
この結果、スイッチ49が制御される毎に例えば1パル
スがアップダウンカウンタ53にてアップカウントされ
、スイッチ51が制御される毎にカウンタ53は、1パ
ルスダウンカウントされる。
このアツプダウンカウンタ53の計数値が移動マーカの
位置を示すものであって、これが表示器54に数値とし
て表示される。
この計数内容を直接表示器54に供給しても良いが、そ
のためこはリード線の数が多くなるため、この例におい
ては分周回路44からの垂直同期信号の一部が微分回路
56にて微分され、その微分パルスによりフリツプフロ
ツプ57がセットされ、そのセット出力によりゲート5
8が開けられる。
ゲート58は分周器41よりのパルスが与えられており
、ゲート58を通過したパルスは4分の1分周回路59
にて分周されてダウンカウンタ61に与えられてダウン
カウンタされる。
ダウンカウンタ61はフリツプフロツプ57に対するセ
ット指令信号によってアツプダウンカウンタ53の内容
が予めプリセットされる。
又表示カウンタ及び駆動回路62が上記セット指令信号
によりセットされ、分周器59の出力は表示カウンク及
び,駆動回路62にも供給されて計数される。
ダウンカウンタ61がゼロになって桁下げ出力が生じる
とフリツプフロツプ57がリセットされゲート58が閉
じてカウンタ61,62のカウント動作が停止し、従っ
てカウンタ53の内容がカウンク及び駆動回路62に移
されたことになり、カウンタ及び駆動回路62の内容は
この回路にてデコードされて表示器54に表示される。
このようにして移動マーカの設定距離が表示器54に表
示される。
この移動マーカ設定位置は陰極線管表示器23の表示画
面24上に移動マーカとして表示される。
先に述べたように表示線25の長さは探知レンジが0〜
80mの時、0〜160mの時でも、即ちレンジに無関
係にその構成画素は例えば256と一定である。
従ってレンジが0〜80mの時70mに移動マーカを設
定した場合においてレンジを0〜160mに切替えると
1本の表示線の長さが80mから160mになったから
70mに設定された移動マーカはO〜80m表示の際の
35mの所に現われなければならない。
このように探知レンジの選択によって移動マーカの表示
位置が変化する必要がある。
このため移動マーカの表示位置が不変でも探知レンジを
変更すると移動マーカの表示位置が変更されるようにさ
れる。
またその変更した位置が移動マーカ線として直ちに表示
されるようにされる。
このためこの例においてはゲ一ト58の出力パルスは分
周回路63にも供給され、この分周回路63から異なる
5つの分周出力が取出され、レンジ切替スイッチ34と
連動した切替スイッチ64によって基本レンジO〜80
mの場合においてはもつとも高い周波数の分周力が取出
され、次の第2レンジ即ちO〜160mではその1/2
の周波数出力が取出され、第3レンジでは1/4の周波
数出力が、第4レンジでは1/8の周波数出力が、第5
レンジでは1/16の周波数出力がそれぞれ取出されて
アツプカウンタ65に供給される。
スイッチ64が第1レンジに接続された状態においては
ゲ一ト58の出力が分周されることなくカウンタ65に
供給され、従ってダウンカウンク61に供給されるパル
スの4倍の周波数がカウンク65に供給され、スイッチ
64が第3レンジに切替えられている場合はダウンカウ
ンタ61に供給される。
パルスと同一周波数のパルスがカウンタ65に供給され
る。
従ってアツプダウンカウンタ53の設定値が同一であれ
ば、スイッチ64が第1レンジの切替位置にあればカウ
ンク65の計数値はアップダウンカウンタ53の設定値
の4倍となり、スイッチ64が第3レンジに切替えられ
ていれば、カウンタ53とカウンタ65とは同一値とな
り、第5レンジに切替えられている場合はカウンタ53
の設定値の4分の1がカウンタ65に設定される。
なおカウンク65はフリツプフロツブ57に対するセッ
ト指令信号によりリセットされる。
一方、スイッチ64が第3レンジに接続された時にカウ
ンタ65に供給される周波数と同一周波数のパルスが、
基準発振器29の出力を分周回路66で分周して得られ
、これが切替スイッチ67のn側を通じてカウンタ68
へ供給される。
このカウンタ68がゼロからフルカウントになるまでの
時間が1本の表示線25を形成する時間と等しく選定さ
れてある。
表示線25の分解能よりもよくするためこの例では25
6パルス以上でフルカウントになるようにされる。
移動マーカの設定値、つまりアツプダウンカウンタ53
の計数値が同一であれば、スイッチ64が第1レンジに
接続されてた時にカウンタ68の計数値がカウンタ65
の計数値に達する時間は、スイッチ64が第3レンジに
切替えられている時にカウンク65の計数値にカウンタ
68の計数値が達する時間の4倍となる。
カウンタ65,68の両計数が一致すると、これを一致
回路69で検出し、その一致出力は切替スイッチ70の
n側を通じて禁止ゲート45に与えられ、主メモリ22
の読出し出力がゲート45を通過するのを阻止すると共
にオアゲート46を通じてデジタルアナログ変換器47
に供給し、一定のレベルの移動マーカを示す信号を陰極
線管23に供給する。
例えばそのマーカは緑色として第3図に移動マーカ71
が表示される。
このようにして設定用アツプダウンカウンク53に設定
された移動マーカ設定距離に対応して各表示線上の位置
において一致回路69より出力が得られてこれが点表示
され,各表示線上のマ一カの位置は移動マーカ71とし
て線上に表示される。
この移動マーカ71の距離は表示器54に数7値として
表示されており、その位置を例えば移動マーカ71が魚
群27の映像部分に位置するように表示画面24を見な
がら設定摘み48を制御すればその時の表示器54の表
示より魚群14の深さが直ちに正確に読取れる。
従来この表示画面に対し取外し自在の各探知レンジに応
じて予め用意しておいた透明メモリ板を取付けその目盛
から読取ったり或いは表示線25を例えば4等分するよ
うに表示された固定の距離マーカからその魚群の深さを
測定する場合と比較して正確に測定することができる。
更にこの移動マーカを基準にしてその付近を拡大表示す
ることもできる。
このためスイッチ36、67.70を全てe側にそれぞ
れ切替え、分周器31の出力を分周器72で分川してそ
の周期が約750Hzに選定されたものがスイッチ67
のe側を通じてカウンク68に供給される。
分周器72の出力の750Hzの周期は音波が水中を1
m往復する時間とほ1等しい。
従って第2図Bに示すようにトリガパルスより一致回路
69にて一致が得られる迄の時間T3を距離に換算する
と設定用アツプダウンカウンタ53に設定された値にな
る。
拡大表示時においてはトリガパルスから取込み開始点ま
での時間とを選ぶため、このカウンク61の内容をカウ
ンク65へ移し替えする場合には1対1の対応で行なわ
れる。
従ってこの例においては切替スイッチ64は第3レンジ
に強制的に固定される。
カウンタ61、65に供給されるクロツクは同一周波数
とされる。
このようにしてカウンタ53に設定された深さがそのま
1カウンク65に移され、この数と、トリガパルスから
反射が得られる深さと対応した数が現われるカウンク6
8の数とが一致回路69で比較される。
一致回路69から出力が得られた時点t1から受信探知
情報をバツファメモリ21に取込む。
即ち一致回路69の一致出力はスイッチγ0のe側を通
じ、更にスイッチ36のe側を通じてバツファメモリ2
1に取込み開始パルスとして与えられる。
これより選ばれた拡大率に応じてバツファメモリ21に
高速に256のサンプリング点が取込まれる。
バツファメモリ21に供給される取込みクロツクは選択
回数38において設定された拡大率に従って変更される
この例においては第4図に示すように表示画面24にお
いて移動マーカ71が表示線25の中央に位置し、その
上下の部分が画面に一杯になるように表示される。
拡大幅として例えば20mを選定する時は1本の表示線
は20mの範囲を表示するものとなり、従って移動マー
カ71の上側及び下側が10mずつとなる。
拡大幅を40mにする場合は移動マーカ71の上側が2
0m、下側が20mとなる。
このように移動マーカ71を上下の中央に表示するよう
にした場合は、バッファメモリ21へのデータの取込み
開始時点はその分だけ先に、つまり拡大範囲を20mと
した場合は10m分だけ早く、拡大範囲を160mとし
た時は80m分だけ移動マーカの位置よりも早くする必
要がある。
この点よりカウンタ68に対して設定回路73が設けら
れ、この回路73は拡大幅選択スイッチによって拡大幅
が20mと選ばれた時は10mが、拡大幅が40mこ設
定された時は20が、80mに設定された時は40が、
160mに設定された時は80がそれぞれこのカウンタ
68がフルカウントになって、ゼ川こ戻る時にプリセッ
トされる,拡大幅の設定がゼロの場合はカウンタ68は
ゼロにリセットされる。
第2図Bに示すように移動マーカ71と対応した時点t
1に対し、その選択した拡大幅20mとされた場合は1
0mに対応する分△tだけ早い時点t2からバツファメ
モリ21に対するデータの取込みが開始され、t1より
△tだけ遅い時点t3に終るようにされ、これら2△t
の間にバツファメモリ21に256のサンプリング点が
取込まれる。
従ってクロツク選択回路38において選択指令回路39
も拡大幅設定スイッチによって制御される。
即ち拡大幅20mに設定された時は超音波が20m伝播
する時間内にデータを256点サンプリングし、そのた
めには19.2KHzの取込みクワツクとされる。
40mの拡大幅が設定された時はクロツクは9.6KH
zとされ、80mの拡大幅の場合は4.8KHzとされ
る。
この80mの拡大幅はレンジ切替時における0〜80m
のクロックと同一となる。
以下同様に拡大幅160mの設定に対しては2.4KH
zのクロツクとされる。
従って例えば第2図Bにおいては拡大時においては時点
t2〜t3の間のデータが1本の表示線25に拡大表示
され、通常の表示においては期間T2の範囲内の表示が
1本の表示線こ表示されたがその一部だけが1本の表示
線に拡大表示される。
このようにして第4図に示すように魚群14の表示27
は表示27′に,海底の映像28は表示28′にそれぞ
れ拡大表示される。
しかもこの拡大する部分はアツプダウンカウンク53に
対する設定を変更することによって任意に選ぶことがで
き、その拡大幅も拡大幅切替スイッチにより選ぶことが
できる。
移動マーカの設定値の読込みを垂直プランキング期間に
おいて行ない、各表示線ごとに移動マーカ信号を主メモ
リ22とは別に一致回路69から陰極線管表示器23に
与えるようにしているため移動マーカの設定変更を行う
と、その新たな設定位置に移動マーカ表示71が直ちに
現われる。
もし移動マー力信号も主メモリ22内に記憶することに
より表示する場合は、トリガパルス毎に得られた探知隋
報をバツファメモリ21より主メモリ22に取込むこと
により、新たに設定した移動マーカ信号も主メモリ22
に一本の表示線に対するものが書込まれる。
従つて探知レンジが大きな場合、即ち深いところを探知
する場合においてはデータの取込み周期が非常に長くな
り、例えば数秒にも及ぶことがあり、設定した移動マー
カが表示画面上に1本の線として現われるには可成りの
時間がかトり見にくいものとなり、特に比較的頻繁に移
動マーカの設定変えを行うと移動マーカの辰示を全く見
分けることができなくなってしまう。
しかし上述した例においては一副走査期間で設定した移
動マーカが新しい位置に表示される。
ところで移動マーカの設定を行なう場合に探知レンジを
切替え、長いレンジでも短いレンジでも摘み48の一定
の回動角に対し1パルス発生して例えば1mずつ変化さ
せる場合は長いレンジに設定されていると、設定摘み4
8を何回も回動しても、その全探知距離と比較して移動
マーカの移動距離は僅かなものとなってしまい、移動マ
ーカの設定を迅速に行えない。
このようなことがないように短かい短知レンジにおける
移動マーカの設定摘み48の回動より、長い探知レンジ
における摘み48の回動は同一でも後者は設定カウンタ
53の内容が大きく変化するようにすることができる。
例えば第5図に示すようにパルス発生回路52として4
ビットのカウンク75が設けられ、摘み48により制御
されるスイッチ49からパルスがカウンタ75に与えら
れると設定回路76の設定値がカウンタ75にプリセッ
トされ、カウンク75の最上位のビットが低レベル0と
なってナンドゲート77が開かれる。
このゲート77には端子78を通じてクロツクが与えら
れ、これがカウンタ75にて計数される。
カウンタ75の最下位のビット出力、即ち端子78のク
ロックを1/2に分周した出力が端子79からカウント
パルスとして第1図のアップダウンカウント53のアッ
プ端子に供給される。
カウンタ75の最上位ビットが“1″になるとゲート7
7が閉じる。
設定回路76にはレンジ切替スイッチと連動して短かい
探知レンジになる程カウンタ75に対し、大きな値がプ
リセットされるように設定回路76が構成される。
従って長い探知レンジになる程、設定回路76からカウ
ンタ75にプリセットされる値が小さくなり、プリセッ
トされてからカウンタ75の最上位ビットが”1″にな
るまでの時間が長くなり、それだけ多くのパルスが端子
79に得られ、つまりスイッチ49の1回の動作によっ
て多くのパルスが出力端子79に得ちれる。
このようにしてスイッチ49の1回の操作によって設定
用アツプダウンカウンタ53に対する設定値を大きく変
化させることができる。
スイッチ51によるダウンカウントパルス発生回路も同
様に構成される。
上述においては一致回路69によるカウンタ65と68
の比較においてカウンタ65に供給するパルスをレンジ
スイッチと連動してその周波数を切替えたが、アツプダ
ウンカウンタ53の設定値をレンジ切替スイッチの設定
値にて割算した値をカウンタ65にセットし、又はダウ
ンカウンタ61にセットしてカウンタ68には固定クロ
ツクパルスを与えてもよい。
又移動マーカを中心としてその上下を拡大表示する場合
に限らず、移動マーカの下側だけを拡大するようにする
こともでき、この場合は設定回路73によるカウンタ6
8へのプリセットは行う必要がない。
移動マーカより上側を拡大表示する場合は設定回路73
の設定値は先の実施例の場合よりも2倍大きな値とする
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による超音波探知表示装置の一例を示
すブロック図、第2図はその動作の説明に供するための
波形図、第3図は表示状態の一例を示す図、第4図は拡
大表示の例を示す図、第5図は第1図のパルス発生器5
2の部分の例を示す図である。 11:送信器、12:送受波器、15:受信器、19:
AD変換器、21:バツファメモリ、22:主メモリ、
23:陰極線管表示器、29:基準発振器、34:レン
ジ選択スイッチ、33:クロツク周波数選択回路、48
:移動レンジ設定用摘み、53:移動レンジ設定用アツ
プダウンカウンタ、54:表示器、65:移動レンジ設
定用カウンタと対応した計数値がセットされるカウンタ
、68:カウンタ、69:一致回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 超音波探知情報をデジタル情報として主メモリに取
    込んで記憶し、その主メモリの記憶情報を周期的に読出
    して走査形表示装置へ供給し、その走査形表示装置の表
    示面の基準位置からの距離が探知距離と対応するように
    一探知情報を一本の表示線上に表示し、その表示線が古
    い順に配列された超音波探知表示装置において、移動マ
    ーカの設定位置を数値として設定する設定手段と、その
    設定数値を、探知レンジの設定値と対応する比率で探知
    レンジが犬なる程小さな値に変換する変換手段と、上記
    表示線における表示しつつある瞬時的位置を一定速度で
    数値として検出する手段と、その検出数値と上記変換手
    段の変換値との一致を検出する一致回路と、その一致検
    出出力時に上記走査形表示装置に移動マーカとして表示
    させる手段とを具備する超音波探知表示装置。
JP52121727A 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置 Expired JPS586151B2 (ja)

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JP52121727A JPS586151B2 (ja) 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置

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JP52121727A JPS586151B2 (ja) 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置

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JPS5157470A (ja) * 1974-11-15 1976-05-19 Furuno Kyotaka
JPS51108859A (ja) * 1974-12-26 1976-09-27 Koden Electronics Co Ltd Eizosochi

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