JPS62237374A

JPS62237374A - 音響測深機

Info

Publication number: JPS62237374A
Application number: JP8010086A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takahashi; 秀幸高橋; Uji Kaiho; 海法　宇治; Akira Isogawa; 礒川　昭; Hisami Hayakawa; 早川　向海
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1987-10-17

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）本発明はクロスファンビーム方式の深度自動切り替え回
路、もしくは深度監視回路に関するものである。

（従来の技術）従来のこの種の装置を記載した文献としては、「超音波
映像装置」特開昭５５−１４６１４１号公報がある。上
記文献には超音波を用いた映像合成の原理が説明されて
いるので、この種の装置を船舶に取り付け、海底の画像
を得る場合について図面を用いて説明する。

第４図は従来の水中映像装置の一構成例を示すブロック
図、第５図はクロスファンビーム形成について説明する
ための図、第６図は測定方式の概要と映像化された海底
のモニタ例を説明するための図である。

第４図において、１は送受信部、２は信号処理部、３は
制御部、４は走査変換部、５は操作パネル、６はビデオ
変換部、７はＴＶモニタである。

送受信部ｌには水中に超音波を発射して再び受信するた
めの送波器アレイと受波器アンイが組み込まれており、
信号処理部２と制御部３とによって、第５図に示すよう
な長方形の送波器アレイ１０と受波器アレイ１１から扇
型の送波ビーム１２と受波ビーム１３と（いわゆるファ
ンビーム）全形成する。各々のビームは互いに９０度づ
つずれて形成される。

この様なビームにより得られた信号は信号処理部２で処
理され、前記ビームの進行方向と平行な断面（以下Ｂモ
ードという）の映像を出力するために走査変換部４に送
られる。走査変換部４はその表示レンジ等の情報を操作
・ぐネル５より得て、画面表示に必要なデータを作成す
る。ビデオ変換部６ば、このデータをＴＶモニタ７で表
示するためのテレビ信号を発生させる。

この水中映像装置を用いて海底の映像を得る場合、第６
図（ｂ）に示すように、船舶２３に、前記送波器アレイ
１０と受波器アレイ１ノを一体化したセンサ２４を取り
付け、２５の水中に降ろす。こうして海底２６の映像を
Ｂモードで得た様子を同図（ａ）Ｋ示す。

、（発明の解決しようとする問題点）しかしながら、上述した構成の装置では、メモリ容量及
び処理速度の関係上、表示される画面上の深度しか処理
できないという欠点があり、海底映像が画面からはずれ
た場合、回復手段として手動によりレンジを切り替える
ことが必要であった。

（問題を解決するための手段）呆発明は、以上述べた深度の監視とレンジの切り替えを
自動化する音響測深機を実現することが目的であって、
その主要部分は、複数の音響素子アレイを用い、超音波
ビームを電子的に走査して水中の映像を得る音響測深機
に設けられた、前記音響素子アンイの出力を合成して方
向の固定されたビームを出力するビーム合成手段と、前
記方向の固定されたビームと超音波ビームの送受信のタ
イミングとを監視し、深度を測定する深度処理手段とか
ら成る。

（作用）上記構成によれば、ビーム合成手段により複数の音響素
子の出力から方向の固定された単一の超音波ビームを合
成でき、水中の映像を得るファンビーム等とは別に深度
を測定するためだけのビームを作ることができる。従っ
て、そのビームと超音波ビームの送受信のタイミングを
深度処理手段で監視すれば深度が簡単に測定でき、その
深度を用いて測定レンジを自動制御するのである。

以下、実施例を用いて詳細に説明する。

（実施例）第１図は本発明の実施例のブロック図である。

同図中、１は送受信器、２は信号処理部、３は制御部、
４は走査変換部、５は操作・２ネル、６はビデオ変換部
、７はＴＶモニタ、８はビーム合成部、９は深度処理部
である。同図において、送受信器１は水中に超音波を送
出し、再び受信するための送波器アレイと受波器アレイ
を内蔵しており、信号処理部２と制御部３とによって、
前述の第５図に示すようなファンビームを形成する。こ
のようなビームにより獲られた信号は信号処理部２で処
理され、Ｂモードの映像を出力するために、走査変換部
４に送られる。走査変換部４はその表示レンジ等の情報
を操作・ぐネル５より得て画面表示に必要なデータを作
成する。ビデオ変換部６ばこのデータをＴＶモニタ７で
表示するために、ＴＶ信号を発生するものである。

送受信器１からの信号は別途ビーム合成部８に送られ、
ここで第２図２２に示す様な単一ビームを形成する。こ
の単一ビームは一定の固定されたビームであり、前記信
号処理部２で形成される左右に電子的にスキャンされる
ファンビームとは異なるものである。なお、この単一ビ
ームを用いて深度処理部９で深度を測定し、レンジの自
動切り替えを行なうが、その点については後述する。

第２図は本発明によるレンジの自動切り替え（自動シフ
トという）の原理を説明するための図である。ただし、
この図では全レンジにわたって信号処理を行なうのでは
なく、モニタ画面相当部２０で示される部分についての
み処理を行なっている。

同図において、受波ビーム２３は破線で示した範囲をス
キャンする。この場合、海底２１はモ二夕画面相当部２
０の範囲外にあるため、この時点の第１図の信号処理部
２で作成したビームは適正なレンジでない事になる。

ここで、第１図のビーム合成部８で作成した単一ビーム
２２を用いて深度を測定する。同図深度処理部９はこの
装置の全レンジにわたって測定可能にしておけば、海底
２１までの深度Ｄｉ測測定きる・この値によって次にモ
ニタ画面相当部２０の範囲を前記深度りまでにするよう
レンジを制御するのである。

第３図は第１図のビーム合成部８と深度処理部９からな
る深度監視回路部の詳細な回路構成を示す図である。受
波器アレイ４０で受信した信号、。

ｎ−１ｔ　ｎ　＋　ｎ＋１　＋　ｎ＋２　、、、、は、
複数の増幅器Ａ４１を介して一部前記信号処理部２へ送
られるが、一方では抵抗４２（Ｒｎ　＊　Ｒｎ　＋１　
＋　Ｒｎ　＋　２　＋　−−−）を介して増幅器Ｂ４３
へ加えられ、該回路は加算回路より形成されているので
、全ての信号の加算信号が得られ、等価的に固定された
ビームが形成される。なお、各信号に所定の遅延をかけ
て加算すれば受波器アレイに対して任意の方向に固定ビ
ームが形成できることは十分予想できる技術的事項であ
る口得られた合成信号はコンパレータ４４に加えられ、所定
の電圧±ＥＯＯ印ｖ口された半固定抵抗４５で設定され
た電圧を超えた受波信号のみ出力され、ここでアナログ
信号はデジタル信号に変換される。フリップフロラｆ４
６は送波のタイミングと同期した送信トリが５０により
セットされ、コンパレータ４４の出力即ち受波信号によ
ってり　。

セットされる。従って、セットからリセット迄の時間は
超音波が送波されてから海底に反射して受波されるまで
の時間にほぼ等しいと考えられ、この時間をＴ　（ｓｅ
ｃ　）、超音波の伝播速度’ｉｃ（ｍ／５ｅｅ）とすれ
ば、深度りは、ｐ＝−ｃ’ｒで表される。クリップフロップ４６のＱ出力はＡＮＤ回
路４７に加えられ、クロノクオツシレータ４８のクロッ
クとの論理和がとられ、カウンタ４９で送波から受波ま
でのクロック数をカウントする。ここで、前記カウント
オノシレータの周波数を深度に対応したものに決定して
おけば、カウンタ４９の内容はそのまま深度りとなる。

そしてカウンタ４９の値は第１図の制御部３へ送出され
、制御部３はその値によってレンジを適正なものに制御
するのである。この制御処理については、前記深度、送
受信タイミングともデジタルな値なので、マイクロコン
ビーータ等の周知の制御手段で実行可能であることは明
らかである。

なお、本実施例では受波信号をアナログ的に合成してい
るのでＳ／Ｎ比も良く、単一の受波ビームを監視する場
合にも有用である。

（発明の効果）以上、実施例を用いて説明したように、本発明によれば
、ビーム合成部で単一の固定したビームを合成し、全レ
ンジにわたって測定可能な深度処理部でそれを監視し、
その値を制御部に通知して測定レンジを切り替えること
により、ＴＶモニタで精密な測定をするために必要なレ
ンジの自動切り替えが可能になる。

従って本発明は音響測深機、水中映像装置等の自動レン
ジ切り替えに応用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明の自動シフトの原理を説明するための図、第３図は
第１図の深度監視回路部１０の詳細図、第４図は従来の
水中映像装置のブロック図、第５図はファンビーム形成
の様子を説明するための図、第６図は従来の測定方式の
慨要とモニタ画面の例を説明するための図である。１・・・送受信器、２・・・信号処理部、３・・・走査
変換部、４・・・制御部、５・・・操作・ぐネル、６・
・・ビデオ変換部、７・・・ＴＶモニタ、８・・・ビー
ム合成部、９・・・深度処理部、１０・・・深度監視回
路部、４０・・・受波器アレイ、４１・・・増幅器Ａ、
４２・・・抵抗、４３・・・増ｍ器Ｂ、４４・・・コン
・ぐレータ、４５・・・半固定抵抗、４６・・・クリッ
プフロップ、４７・・・ＡＮＤ回路、４８・・・クロノ
クオツシレータ、４９・・・カウンタ、５０・・・送信
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Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の音響素子アレイを用い、超音波ビームを電
子的に走査して水中の映像を得る音響測深機において、前記音響素子アレイの出力を合成して方向の固定された
ビームを出力するビーム合成手段と、前記方向の固定さ
れたビームと超音波ビームの送受信のタイミングとを監
視し、深度を測定する深度処理手段とを設け、得られた
深度によって測定レンジを適正な値に制御することを特
徴とする音響測深機。
（２）合成されたビームのアナログ信号を監視すること
ができることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
音響測深機。