JPS6237474B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光によつて伝搬中の信号を検出するこ
とができる超音波遅延線を使用し、信号循環形の
記憶装置であるにもかかわらず、信号の循環周期
とは無関係に記憶している信号の読み出しを可能
とした、超音波遅延線を用いたランダムアクセス
メモリに関するものである。

第１図に超音波遅延線を使用した循環形記憶回
路の基本構成図を示す。本回路の動作を以下簡単
に説明する。記憶すべき電気信号は入力端子１よ
り入力回路２に加えられる。入力回路の出力は振
幅変調器３に加えられ、発振器４より送られてき
た搬送波信号を振幅変調する。この搬送波信号は
超音波遅延線５を構成しているところの送信用振
動子６、および受信用振動子７の共振周波数で振
動する正弦波信号である。前記振幅変調器で変調
を受けた搬送波信号は、増幅された。前記振動子
に加えられ、超音波信号８となつて前記遅延線内
の超音波伝搬媒質９中に放出され、この中を伝搬
する。前記受信用振動子に到達した超音波信号は
再び電気信号に変換され、増幅された後、低域通
過フイルタ１０を通過して搬送波が除去される。
前記低域通過フイルタの出力、すなわち、再生さ
れた入力信号はそのまま前記入力回路に帰還さ
れ、回路内を循環する方式が基本形であるが、本
回路ではさらに閾値回路１１を設けて雑音消去を
行い、さらにまた、消去端子１２よりの信号で回
路を一時的に開いて信号循環を止め、記憶信号を
消去する消去回路１３が付属している。

このような方法によつて、超音波遅延線内に空
間的に信号を蓄え、かつ、電気的に閉回路を構成
して記憶信号を循環させることにより、長時間、
信号を記憶することが可能となる。記憶信号の読
み出しは、所望の信号が前記低域通過フイルタを
通過した後、前記入力回路に帰還されるまでの間
に電気的に、たとえば、出力端子１４などで取り
出す。

以上が超音波遅延線を用いた循環形メモリの基
本動作概略である。この方法によるメモリは、純
電子回路的なメモリに比べ、簡単な構成で長時間
（数μｓ〜数ｍｓ）継続する電気信号を記憶する
ことができ、また、本質的にアナログメモリであ
るといつた長所を有するが、一方、信号を循環記
憶させているため、読み出しが自由な時刻に行え
ず、信号の循環時刻および循環周期に同期させた
出力回路によつて特定時刻に信号出力を得なくて
はならないといつた欠点も有している。

本発明は前記の欠点を改良し、任意時刻に任意
の記憶信号を読み出すことの可能なランダムアク
セス機能をを持つ超音波遅延線を用いたランダム
アクセスメモリを提供することを目的としてい
る。

この目的のため本発明では、光透過性の超音波
伝搬媒質を使用した超音波遅延線を用いて循環形
記憶回路を構成し、この遅延線内に伝搬中の超音
波信号を光学的に読み出す方法を採用した。さら
に、光学系を制御することによつて前記遅延線内
の読み出すべき場所、または信号を自由に選択で
きる様にした。光学的な読み出しは、レーザー等
が発生する平面波光が超音波により回折する現象
を利用したもので、このため本発明の装置では、
光源、レンズおよび光学的空間フイルタによる検
出用光学系、光電変換器を備えている。

つぎに、本発明を図面を用いて具体的に説明す
る。

第２図は本発明の超音波遅延線を用いたランダ
ムアクセスメモリの実施例における構成図を示し
ている。入力端子１５より記憶すべき信号を信号
循環用電気回路１６に入力する。この信号循環用
電気回路の構成は、前記第１図に示した循環形記
憶回路の超音波遅延線を除いた電気回路部分と同
様の構成で、第１の出力端子１７と消去端子１８
を持つ。この信号循環用電気回路の出力信号は、
光透過性の超音波伝搬媒質１９を使用した超音波
遅延線２０の送信用振動子２１に加えられ、前記
超音波伝搬媒質中に超音波信号２２として放出さ
れる。この超音波信号は超音波進行方向に垂直な
平面で前記超音波伝搬媒質の密度が変化している
疎密波で、これにレーザ光などの平面波光を透過
すると光の回折現象が生ずる。この回折現象を利
用し、後述の方法で前記超音波信号を検出する。
さて、前記超音波伝搬媒質内を伝搬した超音波信
号は受信用振動子２３に到達し、再び電気信号に
変換される。この電気信号は前記信号循環用電気
回路に帰還され、前記第１図の基本例で説明した
と同様、循環記憶される。

次に、前記遅延線内を伝搬している超音波信号
の光学的検出法について説明する。光学的検出に
必要なものは、平面波光を発生させるレーザ光源
２４と、この光源よりの光線を前記超音波伝搬媒
質の任意の場所に、機械的、あるいは、電気光学
的に移動させる光ビーム位置設定装置２５、さら
に、前記超音波信号によつて位相変調された平面
波光を収束し、回折光を生じさせるためのレンズ
２６、この回折光のみを通過させる光学的フイタ
２７、および、光出力を電気出力に変換し第２の
出力端子２８に出力する光電変換器２９などであ
る。第３図は、平面波光が超音波信号で回折され
る様子を示している。同図において超音波遅延線
２０は超音波進行方向が平面波光の光軸３０と直
角に交わるように配置される。この超音波遅延線
内の超音波信号２２は超音波伝搬媒質１９の密度
変化であり、密度変化の周期は送信用振動子２１
の共振周波数ｆの逆数１／ｆである。また、前記
超音波伝搬媒質１９中の超音波速度をｖとすれ
ば、空間周期はｖ／ｆとなる。よつて、光軸方向
より前記遅延線を見ると、その内部には、空間周
期ｖ／ｆの進行形位相格子が存在している。物理
光学的に、格子定数Ｄの格子によつて生ずる回折
光の発生位置ｄは、収束用レンズの焦点面上 ｄ＝Ｆλ／Ｄ ……(1) で与えられる。ここにＦは収束用レンズの焦点距
離、λは光源波長である。ゆえに、本発明の超音
波遅延線によつて生ずる回折光は ｄ＝ｆＦλ／ｖ ……(2) の位置に発生し、この場所に前記光学的フイルタ
を設置し回折光のみを検出すれば、光の強度によ
つて超音波信号の存在を検知することができる。
また、平面波光の回折は、前記超音波遅延線２０
内において光軸３０上を通過しない光、たとえば
第３図に斜線で示したようなビーム光であつて
も、該ビーム光の方向が前記光軸３０と平行な状
態、すなわち、該ビーム光と前記超音波信号の進
行方向がほぼ直角に交わる状態であれば同様に生
ずる。言い換えると、前記超音波遅延線２０に入
射した平面波光がビーム状の光束の場合、このビ
ーム状の光束の進行方向と前記超音波遅延線内の
超音波信号２２の進行方向とが直角に交わつてい
れば、ビーム光の超音波遅延線に対する入射位置
は回折現象には関係せず、該ビーム光の入射位置
はどの位置であつても前記(2)式による回折点に回
折光が発生する。さらにまた、回折光の光量は超
音波信号の強度がある程度小さければ、その振幅
値の自乗に比例することが知られている。この様
な事柄から、ビーム光の位置を所望の位置に設定
し、出力信号を検出すれば、循環記憶されている
信号の有無および、その大きさを読み出すことが
できる。特定の信号を検出する場合には、第２図
に示すように第１の出力端子１７に出力されてい
る周期的な読み出し信号と、循環形信号記憶回路
３１内を信号が一巡する周期との関連で、あらか
じめ超音波遅延線内の信号位置を計算し、ビーム
光の設定を行う。

本発明は以上のような構成であり、循環形信号
記憶回路を構成する超音波遅延線に光透過性の超
音波伝搬媒質を使用し、信号が前記遅延線内を循
環中であるにもかかわらず、光学的方法により信
号を読み出すことが可能である効果を有する。ま
た、前記超音波伝搬媒質に光透過性の液体等を使
用すれば、数ｍｓ程度の継続信号を記憶すること
が可能なランダムアクセスメモリが実現できる。
さらにまた、本質的にアナログ信号のメモリであ
るため、デジタル、アナログ両用のメモリを構成
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は信号循環形記憶回路の基本例を示す
図、第２図は本発明の実施例を示す図、第３図は
超音波による平面波光の回折を示す図である。 １５は入力端子、１６は信号循環用電気回路、
１７は第１の出力端子、１８は消去端子、２０は
超音波遅延線、２４はレーザ光源、２５は光ビー
ム位置設定装置、２６はレンズ、２７は光学的フ
イルタ、２９は光電変換器、３１は前記１５，１
６，１７，１８，２０を含む循環形信号記憶回路
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザ光源２４と；対向して配置された送信
   用と受信用の超音波振動子と、該送信用と受信用
   の超音波振動子間に配置された光透過性の超音波
   伝搬媒質を含む超音波遅延線を備え、該超音波遅
   延線中に超音波を循環させることにより所望の電
   気信号を記憶する循環形記号記憶回路３１と、前
   記送信用と受信用の超音波振動子間の任意の位置
   で該レーザ光源からの光ビームを超音波の進行方
   向に対して直角に入射せしめる光ビーム位置設定
   装置２５と；該超音波伝搬媒質内を通過した該光
   ビームを収束させるレンズ２６と；該光ビームの
   収束位置に備えられていて超音波によつて回折さ
   れた光ビームのみを通過させる開口を備えた光学
   的フイルタ２７と；該光学的フイルタを通過した
   光を電気信号に変換する光電変換器２９とを備
   え、前記循環形記号記憶回路に記憶された電気信
   号を任意の時間に読み出し可能としたことを特徴
   とする超音波遅延線を用いたランダムアクセスメ
   モリ。