JPS586152B2 - 超音波探知表示装置 - Google Patents

超音波探知表示装置

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JPS586152B2
JPS586152B2 JP12172877A JP12172877A JPS586152B2 JP S586152 B2 JPS586152 B2 JP S586152B2 JP 12172877 A JP12172877 A JP 12172877A JP 12172877 A JP12172877 A JP 12172877A JP S586152 B2 JPS586152 B2 JP S586152B2
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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一とし、これ
を順次配夕ルで陰極線管に表示し、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、特に選んだ探知距離付近を拡大可能にした超音波
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
記録紙による表示と同様な形式の紀録が行なわれる。
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、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
の任意の部分を選んでその付近を拡大表示するようにし
、表示画像を詳しく分析するど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。
この発明によれば拡大しようとする付近の基準距離を設
定する手段が設けられ、又拡犬率を選ぶ手段が設けられ
、これ等設定した拡大基準距離と拡大率とによって探知
情報を取込む時点と、取込み速度とが決定され、これに
よりその設定した拡大基準距離付近における情報を設定
した拡大率で拡大表示するようにされる。
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に受波される。
受波された信号は電気信号に変換されて受信機15こて
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変換器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
こ周期T0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こ移
されてこれこ記憶される。
主メモリ22は陰極線管表示装置23の一画面分を表示
する記憶容量を持っており、周期的に読出されて陰極碑
管表示装置23と表示される。
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力向における表示線25に一回の
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
示が古くなるこ従って左側こ移って行き、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、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管23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O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O〜80
m,0〜160m,0〜320m,O〜640m,0〜
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石回路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
ロツク発振器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こて分周され
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2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
出しクロツクとして主メモリ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2
3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内のデータが主メ
モリ22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拡大基準距離を任意の位置に設定す
ることができ、この設定した距離を基準としてその付近
を拡大表示することができるようにされる。
この拡大のための基準距離を示す移動マーカがマ一カ設
定摘み48によって表示画面上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
スがアツプダウンカウンタ53ごてアップカウントされ
、スイッチ51が制御される毎こカウンタ53は、パル
スダウンカウントされる。
このアップダウンカウント53の計数値が拡大基準距離
(深さ)を示し、つまり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
ために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5
6にて微分され、その微分パルスによりフリップフロツ
プ57がセットされ、そのセット出力によりゲート58
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
カウントされる。
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
によりリセットされ、分周器59の出力は表示カウンタ
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がセ口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の内容がカウンタ及び駆動回路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上に移動マーカとじて表示される。
先に述べたように表示線25の長さは探知レンジがO〜
80mの時、0〜160rの時でも、即ちレンジこ無関
係こ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0〜80m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こ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設定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ート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出力が取
出され、次の第2レンジ即ち0〜160mではその1/
2の周波数出力が取出し、第3レンジでは1/4の周波
数出力を、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こおいては
ゲート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タ61に供給されるパル
スの4倍の周波数がカウンタ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。
従ってアップダウンタウンタ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
ンタ65の計数値はアツプダウンカウンタ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。
なおカウンタ65はフリツプフロツプ57に対する指令
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。
とのカウンタ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。
1本の表示線25の分解能よりもよくするためにこの例
では256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タ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図こ移動マーカ71
が表示される。
このようこして設定用アツプダウンカウンタ53に設定
された拡大基準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、
各表示線上のマーカの位置は移動マーカ71として直線
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に各探知レンジに応
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が拡大表示さ
れる。
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で分周してそ
の周期が約750Hzに選定されたものがスイッチ67
のe側を通じてカウンタ68に供給される。
分周器72の出力750Hzの周期は単位クロツク周期
であり、音波が水中をlm往復する時間とは゛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までの時間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、このカウンタ61の内容をカウ
ンタ65へ移し替えする場合こは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に設定した深さがそのま1
カウンタ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タ68
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t,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70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ックは選択
回路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、バツファメモリ21へのデータの取込み
開始時点はその分だけ速く、つまり拡大範囲を20mと
した場合は10m分だけ速く、拡大範囲を160mとし
た時は8Om分だけ移動マーカの位置よりも速くする必
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に設定
された時は20が、80mに設定された時は40が、1
60mに設定された時は80mがそれぞれこのカウンタ
68がフルカウントになって、ゼロ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が20mとされた場合は
10mに対応する分△tだけ速い時点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At1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。
即ち拡大幅が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の取込みクロックとされる。
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
のクロツクと同一となる。
以下同様に拡大幅160mの設定に対しては2.4KH
Zのクロックとされる。
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
12〜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本の表示線に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タ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ブランキング期間に
おいて行ない、各表示線ごとに移動マー力信号を主メモ
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。
もし移動マーカ信号も主メモリ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情
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。
従っ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1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表示を全く見
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、長いレンジでも短かいレンジでも摘み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
48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探知レンジにおける
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
ビットのカウンタ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、カウンタ75の最上位のビットが低レベルO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を通じてクロックが与えら
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T8のク
ロツクを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図のアンプダウンカウント53のアッ
プ端子に供給される。
カウンタ75の最上位ビットカ’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の最上位ビットカ’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<のパルスが出力端子79に得られる。
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、カウンタ
65に供給するパルス周波数を固定としてカウンタ68
に対するパルスの周波数を探知レンジの切替に応じて変
更するようにすることもでき、或いはアツプダウンカウ
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
スを与えても良い。
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
冫こともでき、この場合は設定回路73によるカウンタ
68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T3
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:クロック周波数選択回路、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、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 超音波パルスの放射ごとにその反射波よりなる超音
    波探知情報をデジタル情報として、探知レンジの設定に
    無関係に、一定の標本数だけバツファメモリに取込み、
    そのバツファメモリの探知情報を主メモリに転送し、そ
    の主メモリの記憶情報を周期的一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、拡大基準距離を設定する
    距離マーカ設定手段と、単位クロツクを、上記超音波パ
    ルスの放射ごとに新たに計数するカウンタと、そのカウ
    ンタの計数値と上記設定した拡大基準距離との一致を検
    出し、その検出により上記バツファメモリに取込みを開
    始させる一致検出手段と、上記カウンタに対し、拡大幅
    の半分の値を計数の開始ごとにプリセットする手段とを
    具備する超音波探知表示装置。
JP12172877A 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置 Expired JPS586152B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12172877A JPS586152B2 (ja) 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12172877A JPS586152B2 (ja) 1977-10-11 1977-10-11 超音波探知表示装置

Publications (2)

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JPS5454671A JPS5454671A (en) 1979-05-01
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