JPS63138287A - 音響映像化方法 - Google Patents

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、音響パルス信号を用いて対象物体を照射し、
該対象物体からの反射信号から該対象物体の断面上の反
射強度を映像化し、正面像（ビジュアル映像又はＣモー
ド像ともいう）を得る音響映像装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来、この種の装置は例えばｒ沖研究開発Ｖｏｌ。

５０、　Ｎｏ、１．第５７頁〜６２頁、昭和５８年６月
」に開示されているものがある。

第６図は該文献に示されているクロスファンビーム走査
音響映像装置の送受波器アレイの外観図であり、１は送
受波器アレイの筐体、２は送波器アレイ、３は受波器ア
レイ、Ｘ＾、Ｙ＾、Ｚ＾は送受波器アレイ面上に原点０
＾及びＸ、Ｙ軸をおく直角座標系である０文献に示され
ている送波器アレイはＹ＾軸方向に直線配列された直線
アレイであり、受波器アレイはＸ＾軸方向に直線配列さ
れた直線アレイである。

第７図は送波器アレイ２と受波器アレイ３のより詳細な
配列を示す図であり、２１，２□、・・・、２Ｍ□は各
々送波器素子、３１，３□、・・・＊３ＭＲは各々受波
器素子であり、ＭＴは送波器素子数１ＭＲは受波器素子
数である。送波器アレイ２及び受波器アレイ３の配列間
隔は各々、鉛直（Ｙ＾）方向の視野角と送信信号の周波
数及び水平（Ｘ＾）方向の視野角と送信信号の周波数に
よって決められる。

第８図は、上記文献に示されているクロスファンビーム
走査音響映像装置の映像形成方式を示す幾何的説明図で
あり、４は対象物体を（Ｘ＾ＩＹＡ）面と平行に切る断
面、Ｘ　ａ　＋　Ｙ　ａは原点０８及びＸ。

Ｙ軸を該断面４上におく直角座標系、５３２、は断面４
上の小分割面、６は前記○＾と該小分割面５とを結ぶ直
線、θｘ、ｊと０１，１は各々該直線６のＸ＾軸及びＹ
＾軸に関する方向余弦角である。該クロスファンビーム
走査法では、ビーム主軸方向がＯｙ、１のファンビーム
を送信し、対象物体の断面４上からの該送信信号の反射
信号を主軸方向θ８１のファンビームで受信することに
より。

方向（θ。、Ｊｅ　θア、１）にある断面４上の小分割
５を画素として得ている。

第９図は、該ファンビームの詳細な説明図であり、７は
送信ビームの水平方向ビームパターン、軸、１２は受信
ビームの鉛直方向ビームパターン、θＹは該ビームパタ
ーンのビーム幅である。

前記第８図に示す、断面４上からの反射信号の強度の分
布は、該送信ファンビームと受信ファンビームのクロス
点である画素５の集合として求められる。上記文献に示
されるクロスファンビーム走査法では、断面４上の反射
強度分布をすべて映像化するためには、前記送信ファン
ビームによって該断面４を照射することが必要であり、
該ファンビームの鉛直方向ビームパターン８のビーム幅
をΔθ、とすると、およそ２θＹ／Δθ７回の送信が必
要となる。

第１０図には、断面４上の反射強度を映像化する方法を
より詳細に示す幾何的説明図であり、１３は主軸方向が
θ、１の第１番目の送信ファンビームで照射される面、
１４は主軸方向がθ、ｊの第ｊ番目−の受信ファンビー
ムでカバーされる面であり、 ｙａ、＋＝Ｒ−ｓｉｎθ２，１〜Ｒ−θｙ、　＋（１）
Ｘ！１．１　＝　トｓｉｎθ、　Ｉ＃ＲＩＩθ＊ｓｌ　
　　　（２）ξ日＝Ｒ−ｓｉｎθ×　〜Ｒ−θ×（３）
ｑＢ　　＝Ｒ−ｓｉｎθＹ　＃Ｒ・θＹ（４）ΔｘＢ＝
Ｒ−ｓｉｎΔθ、　ｋｓ　Ｒ＠Δθ、（５）Δｙ＠＝Ｒ
−ｓｉｎΔθ、　ｌ１ｗ　Ｒ＊Δθ、（６）である。た
だし、Ｒは○＾と０８間の距離、Δθ。

とΔθアは各々受信ファンビームと送信ファンビームの
ビーム幅である。ここでは、原点０８は２＾上にあると
仮定し、かつξ、／Ｒ＜１及びη＠　／　Ｒ＜　１であ
ると仮定する。θｙｌ＋方向への１回の送信により、５
、．１．５．、□、・・・＋　５１　）　ＫＲのＫＲ個
の画素を得ることができ、断面４上をすべて映像化する
ためにはＫＴ〜２ηＢ／Δｙ８〜２θＹ／Δθ２回の送
信を必要とする。従って、送信の時間間隔を１２秒とす
れば、断面４上をすべて映像化するためには、少なくと
も。

Ｔ＝ＫＴ・１２秒　　　　　　　（７）の時間を要する
。

次に第１１図は、上記文献に示されているクロスファン
ビーム走査音響映像装置の送信回路部の方式を示す機能
ブロック図であり、２０はオシレータ、２１は変調器、
２２は送信制御器、２３は入力端子、２４は出力端子、
２５は送信遅延付加器、　２６１，２６□、・・・。

２６ＨＴは各々送信増幅器、２７１．２°７□、・・・
＋　２７ＨＴは各各送信整合回路である。

オシレータ２０は周波数ｆ、の連続波を発生し。

変調器２１は、送信制御器２２から入力され、時刻ｔ’
ｖ　、に始まりｔｖ、＋＋Ｄｙに終る時間幅り、の変調
信号［ＤＴ］に応じて、中心周波数ｆＴ、時間幅ＤＴの
パルス信号Ｐ　（ｔ）を出力する。送信遅延付加器２５
は該パルス信号Ｐ　（ｔ）に、位相遅延又は時間遅延を
与え、送波器アレイ２の素子数ＭＴと同じ数だけの信号
Ｐ□（ｔＬ　　Ｐ２（ｔ）ｌ・・・ｔＰＭｙ（ｔ）を出
力する。第ｍ番目の素子２ｆｆｌに対応した信号ｐｆｆ
ｌ（ｔ）は、該素子２ｍの位置座標と、送信制御器２２
から出力される前記送信ビーム８の主軸方向θ７，１の
選択信号（θｙ＋＋）から決められる。各信号Ｐ工（ｔ
Ｌ　Ｐ　２　（ｔ）　ｔ・・・ｔＰＭｙ（ｔ）は、送信
増幅器２６□。

２６２、・・・ｔ２６ＭＴで増幅され、送信整合回路２
７．　、２７□。

・・・＋　２７１４７でインピーダンスマツチング等を
とられた後各送波器素子２１　？　２２　＃・・・＋２
ＭＴに供給され、該信号は音響信号に変換されて放射さ
れる。該容素子２１＃２ｍ＋・・・ｓ２ＭＴから放射さ
れた音響信号は伝搬媒質内で相互干渉することにより、
前記第９図に示すような、送信ビームパターン８を形成
することになる。なお、入力端子２３は、送信制御器２
２から出力される送信タイミング信号［ＤＴ］を出力す
る時刻ｔｙ　＋の間隔を決めるために反射継続時間の推
定値τＶを送信制御器２２に入力する端子である。この
場合、送信時刻ＴＴ、ｌ−ｔとｔＴ　ｌとの間隔の最小
値は、反射継続時間とに象物体断面４までの往復伝搬時
間から決められる。また、出力端子２４は、前記変調器
２１に出力したと同じ送信タイミング信号［ＤＴ］を出
力する端子である。

第１２図は、上記文献に示されているクロスファンビー
ム走査音響映像装置の受信回路部を示す機能ブロック図
であり、３０□、３０□、・・・ｗ　３０ＭＲは前置増
幅器、ａｔ、　、３１．　、・・・ｔ３１ＭＲは受信ゲ
ート回路、３２は受信制御器、３３□、３３．、・・・
ｅ　３３ＭＲは直交復調器、３４は基準信号発生器、　
３５１．３５□、・・・＋　３５ＭＲはサンプリング回
路、３６は受信ビームフォーマ、３７は入力端子、３８
は入力端子、３９は出力端子である。前置増幅器３０．
．３０２．・・・＊　３０ＭＲは前記受波器アレイ３の
各受波器素子３□、３□、・・・、３Ｍ６とで受信した
出力信号を適正なレベルまで増幅し、受信ゲート回路３
１Ｌ、３１□、・・・、３１．は該増幅された各信号を
、受信制御器３２から出力される受信タイミング信号［
ＤＲ］により指示される時間幅り、にわたって、直交復
調器３３１，３３□、・・・＊３３ＭＲに出力する。受
信制御器３２は、送信制御器２２の出力端子２４から出
力され、入力端子３７に入力される前記送信タイミング
信号［ＤＴ］及び入力端子３８から入力される対象物体
断面までの前記距離Ｒ及び音速Ｃから、受３１１から出
力される各信号を、基準信号発生器３４から出力される
周波数ｆ、の基準信号を用いて直交復調し、複素エンベ
ロープ信号５ｘ（ｔ）＊　５２（ｔ）、・・・ｔｓ曲（
ｔ）を出力する。実際の複素エンベロープ信号Ｓ、ｎ（
ｔ）は、同相（実部）信号Ｓｔ、ｍ（ｉ）と直交（虚部
）信号Ｓｏ、ｍ（ｔ）の２つの信号の組として出力され
る。

第１３図は、直交復調器３３．、、の詳細な機能ブロッ
ク図であり、４０は受信ゲート回路３１．ｎから受信信
号が入力される入力端子、４１．．４１．は基準信号発
生器３４から基準信号ｃｏｓ２πｆＲｔ及び５ｉｎ２π
ｆＲｔが入力される入力端子、４２１，４２．は掛算器
。

４３□、４３□は低域通過フィルタ、４４１．４４□は
出力端子である。受信ゲート回路３１．ｎから出力され
た信号は、基準信号発生器３４から出力される２つの基
準信号ｃｏｓ２　πｆＲｔ及び５ｉｎ２７ＣｆＩＩｔと
各々掛算器４２１゜４２□で積がとられ、その結果は各
々低域通過フィルタ４３１，４３．を通され、不要な高
域成分を除去されることにより、前記複素エンベロープ
信号される信号の組Ｓｔｍ（ｉ）とＳＱ、ｎ（ｔ）を、
一定の時間きざみΔＴでサンプリングし、該サンプリン
グされた信号を受信ビームフォーマに出力する。

受信ビームフォーマ３６は、サンプリング回路３５１．
３５□・・・３５Ｍ３から入力される複素エンベロープ
号に対してビームフォーミング操作をほどこし、受信制
御回路３２から出力される受信ビーム方向選択信号（θ
８．ｊ）に応じて、主軸方向がθｘ、ｌの前記受信ビー
ム１０のような受信ビームを形成する。該ビームフォー
マの出力φ１２．は、前記対象物体の断面４上の方向（
θ８．Ｉ、θ７９．）の小分割された画素５の強度とし
て出力端子３９に出力される。該φｉ、Ｉをｉ＝１．・
・・ｖＫＲｖ　ｊ＝ｌｙ・・・、ＫＴに対して得ること
により、対象物体の断面４上を映像化することができる
。

第１４図は前記ビームフォーマ３６の詳細な機能ブロッ
ク図であり、４５□、４５□、・・・４５ＭＲはサンプ
リング回路３５１，３５□、・・・３５ＭＲから出力さ
れる信号が入力さは、第ｍ番目の受波器素子３．ｎの位
置座標と受信制御器３２から入力される受信ビーム方向
選択信号（θ８．」）とで決まる位相遅延補償又は時間
遅延補償を、遅延補償器４６ｍで受け、各遅延補償器の
出力は加算器４８で加え合わされ、複素ビーム出力信号
を得る。絶対値算出器４９は該複素ビーム出力信号の絶
対値を算出し、ビーム出力の強度φｉ＋１を出力端子４
７に出力する。

以上、示した様に、クロスファンビーム走査法等の開口
合成法による映像形成方式を用いれば、送波器素子数と
受波器素子数の総和ＭＴ＋ＭＲ以上の独立な画素を得ら
れ、従ってＭＴ＋ＭＲを小さく選べるのでハードウェア
を小型化できるという利点がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、文献に示されている上記方法では、以下
の問題点がある。

■狭帯域ないわゆるコヒーレントな信号の反射信号を用
いて映像を形成するので、映像にスペックル雑音が現わ
れ易い。

■信号を広帯域化しようとすると、サンプリング回路３
５．．３５□、・・・＋３５ＭＲのサンプリング周波数
が増大するとともに、送波器アレイ２の送波器素子で発
生するいわゆるキャビテーション等により、充分高い音
圧レベルの音響信号を送信できない。

■送信信号の繰返し間隔τＰをτＰ〉τＶ−τＲかつて
、〉τＲ（ただし、τＶは反射信号の継続時間、τＲは
対象物体の断面４までの音波の往復伝搬時間２Ｒ／Ｃ）
に選ぶ必要がある。従って、τＲと比べて反射継続時間
で９が長い場合又は往復伝搬時間τＲが長い場合には、
前記（７）式で与えられる映像形成時間が増大し、速い
映像形成ができなくなる。

０１回の送信の反射信号に対する映像形成の処理時間τ
Ｓと比べ、前記繰返し時間τＰが大きくなると、映像形
成部の待ち時間が増大し、映像形成処理中むだ時間が生
ずる。

本発明は、以上述べた。■映像にスペックル雑音が現わ
れ易い、■広帯域化するとサンプリング周波数が増大す
るとともに、高い音圧レベルの信号を送信し薙い、■送
信繰返し時間間隔を短くとれないので映像形成に時間が
かかる、■映像形成処理において待ち時間が増大し易い
、という問題本発明は、音響パルス信号を送信し、該パ
ルス信号の対象物体からの反射信号を受信し、ビームフ
ォーミング操作により対象物体の断面上の強度分布を得
、この際送信ビームの方向を、前記パルス信号を送信す
る毎に変化させることにより、対象物体の前面を照射し
て対象物体の正面像を得る音響映像装置に係る。

本発明は上記音響映像装置において、以下の構成要素を
具備して構成される。

第１に、送信パルス信号の周波数をＮ種類に多周波化す
る。第２に、送信パルス信号の送信時間間隔τＰを映像
形成に要する時間τＳに近い値にとる。第３に、反射信
号を復調する直交復調器の基準信号の周波数をＮ種類に
多周波化するとともに。

送信パルス信号の周波数に対応して選択する。第４に、
対象物体の断面上を、同一面を異なるＮ。

個の周波数の信号でＮＰ回照射する。第５に。

該ＮＰ回の照射に対応する反射信号のＮＰ個の受信ビー
ム出力を平均化する。

（作用） 第１番目の送信パルス信号はＮ種類の周波数ｆ　Ｔ　＋
　ｚ　ｔ　ｆ　Ｔ　ｔ　ｚ　ｅ・・・＊ｆＴ、Ｎの中か
ら選択された１つの周波数ｆＴｚを有する。この送信パ
ルス信号はν 対象物体で反射され、反射信号として受信される。

この反射信号は直交復調器に供給される（この際、反射
信号はゲート回路で所定の時間間隔の受信パルス信号と
して直交復調器に供給される）。

直交復調器はＮ種類の周波数ｆＲ１ｔｆＲｍｅ・・・。

ｆＲＮの中から送信パルス信号の周波数ｆ、工に対応し
た周波数ｆＲ１（例えば、ｆ、ユ＝ｆｙ１）を選択し、
受信パルス信号を復調する。復調された信号はビームフ
ォーミング操作により受信ビーム出力として出力される
。

次に、第２番目の送信パルス信号はＮ種類の周波数の中
から選択された１つの周波数ｆＴｚを有する。この第２
番目のパルス信号の送信時間間隔τＰは、１番目の送信
パルス信号の映像形成に要する時間τＳに近い値にとる
。この第２番目の送信パルス信号の方向は、第１番目の
送信パルス信号の方向と同一である。このようにして送
信された第２番目の送信パルス信号は、第１番目の送信
パルス信号と同様に処理される。次に送出される第３番
目の送信パルス信号はｆＴＨ３の周波数を有し、その方
向はＮＰの値に応じて決定される。例えばＮＰ＝２のと
きは第３番目の送信パルス信号は第１．２番目の送信パ
ルス信号と異なる方向に送信されるが、ＮＰ≧３のとき
は第１，２番目の送信パルス信号と同一の方向に送信さ
れる。以下、上記作用を繰返し、対象物体の断面上を、
同一面を異なるＮＰ個の周波数の信号でＮＰ回照射する
。これに対応して得られたＮ。

個の受信ビーム出力は平均化される。これにより、音響
映像が形成される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す機能ブロック図
であって、２０□、２０□、・・・、２ＯＮは各々オシ
レータ、５０はマルチプレクサ、５１は送信制御器、５
２は入力端子、５３は入力端子、３４□、３４□、・・
・、３４Ｎは各各基準信号発生器、５４は受信制御器、
５５はマルチプレクサ、５６は平滑器、５７は出力端子
である。第１図に示す実施例は、前記周波数領域平均数
Ｎ。

を入力端子５２からマニュアルにより入力するとともに
、前記送信繰返し時間間隔τＰを、前記送信毎の映像形
成処理時間τＳで決める場合の実施例である。

マルチプレクサ５０は、Ｎ個のオシレータ２０１゜２０
２、・・・、２ＯＮから出力される信号を、送信制御器
５１から入力される送信周波数選択信号（ｆ７　＋）に
応じて１つを選択する。Ｎ個のオシレータ２０．。

２０□、・・・、２ＯＮは各々ｆ　１１　ｆ２１・・・
＋ｆＮの周波数の信号を出力する。マルチプレクサ５０
の出力信号は、前記第１１図で示したと同様に、変調器
２１において送信制御器から入力される送信タイミング
信号［ＤＴ］で変調され、中心周波数ｆＴ　＋、時間幅
ＤＴのパルス信号Ｐ　（ｔ）が発生される。

第２図は、該Ｐ　（ｔ）の時間波形であり、ｆＴ工＝Ｌ
＋　ｆＴ　２＝　ｆ２１・・・ｅｆＴＮ＝ｆＮに選び、
以下これの繰返しとなるように前記送信周波数選択信号
（ｆＴ　＋）を選んだ場合の例である。送信制御器５１
は該送信用周波数選択信号（ｆＴ　＋）及び送信タイミ
ング信号［ＤＴ］を出力する他、入力端子５２から入力
される周波数領域平均数ＮＰに応じて、所望の方向に前
記送信ビーム８が形成されるように、送信ビーム方向選
択信号Ｃｏ’ｙ　ｔ）を送信遅延付加器２５に出力する
。第１番目の送信ビームの主軸方向０　’ｙ　＋は、異
なる送信周波数でかっＮｐ回だけ対象物体の断面４上の
同一面を照射するように選ばれる。

第３図は、対象物体の断面４を角度によって分割し、第
１番目の送信ビームの主軸θ′ア、１及び送信周波数ｆ
Ｔ、ｉと前記ＮＰとの関係を示す図である。

第３図の（ａ）はＮがＮ２２の偶数、かっＫＴがＮの倍
数でＮＰ＝２の場合の実施例である。この場合、例えば
θｒ、’１”θ′７．２＝むｌｉｅ　ｆＴ、ｉ＝ｆ□、
ｆ、、、＝ｆ、のように選ばれ、対象物体の断面４のθ
ｙ、を方向に対応する面は周波数ｆ１とｆ２で２回照射
されることになる。第３図の（ｂ）は、ＮＰ＝Ｎの場合
の実施例である。この場合、例えばθ′２．□＝θ″７
，２＝・・・＝θ７．Ｎ＝θ’ｌｉｔ　ｆア、１”　Ｌ
＋　　ｆＴ、ｚ＝　ｆａｔ・・・＋ｆＴ、Ｎ＝ｆＮのよ
うに選ばれ、対象物体の断面４のθ、１方向に対応する
面は周波数ｆ、ｅｆ２ｍ・・・ｙｆＮ″ｒ：Ｎ回照射さ
れることになる。

次に第４図は、前記第３図の特殊な場合であるＮＰ＝１
の場合の実施例である。

この場合は、前記対象物体の断面上の面は１つの周波数
で１回しか照射されない。

第１図において、受信制御器５４は、送信制御器５１か
ら入力される送信タイミング信号ＣＤ　Ｔ　］と、送信
ビーム方向選択信号ＣＯ’ｌ　ｉ）と、送信周波数選択
信号（ｆ７＋）と、周波数領域平均数ＮＰと、入力端子
３８から入力される前記対象物体の断面４までの距ＭＲ
と音速Ｃから、受信ゲート回路３１１゜３１□、・・・
ｙ３１ＭＲを開く始まりの時刻ｔＲｉと終りの時刻ｔＦ
Ｉｌ＋ＤＲを与える受信タイミング信号［ＤＩＩ］を出
力するとともに、基準周波数選択信号（ｆＲｌ）を出力
する。また、受信ビームフォーマ３６で形成する受信ビ
ームの主軸方向を指定する受信ビーム方向選択信号（θ
′。、）を出力するとともに、送信制御器５１から入力
された前記送信ビーム方向選択信号（θ　ｙ、＋）と周
波数領域平均数ＮＰを適正なタイミングで出力する。マ
ルチプレクサ５５は、該基準周波数選択信号（ｆＲｌ）
に応じて、前記Ｎ個の基準信号発生器３４１，３４□、
・・・、３４Ｎの中から１つを選択し、該選択した信号
を直交復調器３３□、３３□。

・・・＊　３３ＨＲに出力する。

基準信号発生器３４１，３４□、・・・、３４．４の周
波数は通常、オシレータ２０工、２０□、・・・、２Ｏ
Ｎの周波数と同じにとられ、ｆｕｌｆｉｌ・・・＋ｆＮ
である。送信時刻ｔＴ　ｌにおける送信周波数ｔ　丁、
ｌがｆ、であれば、受信時刻ｔＲ，，におけ該送信信号
の反射信号の直交復調に用いる基準信号周波数ｔＲ１も
ｆ□に選ばれる。

次に、平滑器５６は受信ビームフォーマ３６から出力さ
れる受信ビーム出力φｌｉを、受信制御器５４から入力
される送信ビーム方向選択信号（θ′、１）と周波数領
域平均数ＮＰの情報に基づいて、ｉ領域で平均化し、Φ
、ｊを出力端子５７に出力する。例えば、θ′２Ｉ＝θ
″ア＋＋１”・・・＝θＦ、ｉ＋Ｎｒ−４＝θア、とす
れば、該Φ、ｊは次のように求められる。

上記（８）式は、θ２．方向を照射するＮＰ回の送信信
号の反射信号のビーム出力φ、１をＮＰ回にわたって平
均化することを表わしている。上記Φ＞　ｌ　’Ｉｔ　
ｋ　＝　ｌ　ｅ　２　ｍ・・・ｖＫＴ＊　Ｊ＝１ｔ２ｔ
・・・。

ＫＲについて求めることにより、前記対象物体の断面４
上の反射強度分布を映像化することができる。

なお、送信制御器５１から出力される送信タイミング信
号［Ｄｔｌの時間間隔τＰの最小値は、送信信号Ｐ　（
ｔ）として第２図に示すような互いに異なるＮ個の中心
周波数のパルス信号列の繰返しであり、ＮτＰ〉τＶか
つＮτＰ〉τＲと仮定できれば、送信毎の映像形成に要
する処理時間、すなわち第１番目の送信信号に対応する
ＫＲ個のビーム出力φ１２４．φ１，２．・・・、φｌ
、ＫＲを得るに要する時間τＳによって決まる。本実施
例では、τＳの予測値Ａ、を入力端子５３から入力する
ことにより、送信時間間隔τＰをτＰ〜τＳに選ぶ場合
の例である。

第５図は本発明の第２の実施例の要部を示す機能ブロッ
ク図であり、６０は平均数決定器、６１は入力端子、６
２はマルチプレクサ５０に送信周波数選択信号（ｆＴ、
ｉ）を出力する出力端子、６３は変調器２１に送信タイ
ミング信号すなわち変調信号［Ｄｔｌを出力する出力端
子、６４は送信遅延付加器２５に送信ビーム方向選択信
号（０′ア、１）を出力する出力端子、６５は受信制御
器５４に前記（θ’＝　＋Ｌ　［Ｄｔｌ１（ｆＴ　１）
及びＮＰを出力する出力端子である。

第５図に示す実施例は、前記周波数領域平均数ＮＰを自
動的に決める場合の実施例であり、平均数決定器６０は
、音響映像装置の送受波器アレイと対象物体との相対速
度Ｖ及び反射信号の信号対雑音比ＳＮＲに応じて、適正
な周波数領域平均数ＮＰを決め、該ＮＰを送信制御器５
１に出力する。以下の動作は前記第１の実施例と同様で
ある。

平均数決定器６０によって決められるＮＰは。

一般にＶが増大するにつれて小さくとられ、ＳＮＲが小
さくなるにつれて大きくとられるようにする。

以上、第１図〜第５図に示した実施例は、送受波器アレ
イとして、第６図及び第７図に示すようなりロスする直
線アレイを用いる場合について述べ、送信ビームパター
ン及び受信ビームパターンも第９図に示すようなファン
ビームであるとしたが１本発明は送信ビームの方向を、
送信信号を送信する毎に変化させることにより対象物体
前面を照射して、該対象物体の正面像を得る、いわゆる
開口合成法によって映像形成を行なうすべての音響映像
装置に適用することができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように１本発明によれば、■送信
信号の周波数をＮ種類に多周波化し、■送信時間間隔τ
Ｐを、映像形成に要する時間τＳに近い値にとり。

■直交復調器の基準信号の周波数をＮ種類に多周波化し
、前記送信信号の周波数に対応して選択するようにし、 ■対象物体の断面上を同一面を異なるＮＰ個の周波数の
信号でＮＰ回照射し。

■該ＮＰ回の照射に対応する反射信号のＮＰ個の受信ビ
ーム出力を平均化するようにしたので、以下の効果が得
られる。

■映像形成に要する時間が、往復伝搬時間τ３や反射継
続時間τＶで支配されず、映像形成部の処理能力できま
り、映像形成部の能力を最大限有効に利用可能となる。

■送信周波数の数Ｎを増やしても、直交復調器の出力信
号の帯域幅を送信周波数が１つの場合と同じにすること
ができ、従って直交復調器の出力信号のサンプリング周
波数もＮに無関係にすることができ、受信ビームフォー
ミングに加わる負荷を増やすことなく多周波が可能とな
る。

■Ｎｐ≧２に選ぶことにより、映像の周波数領域にする
平均化が可能となり、スペックル雑音を減らすことがで
きる。

■等価的に広帯域な信号を各周波数毎に分割して送信す
ることになるので、送信電力は低くて良く、従って送信
増幅器の負荷等を低減できるとともに、送受器素子のキ
ャブチージョンが起き難い。

■Ｎｐ≧２に選ぶことにより、周囲雑音等による画質劣
化を低減できる。

■送受波器アレイと対象物体間の相対速度や受信反射信
号の信号対雑音比等に従ってＮＰを選べるので、常に最
適な映像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す送信回路部及び受
信回路部の機能ブロック図、第２図は第１図の送信信号
の波形及び周波数を示す説明図、第３図は第１図の周波
数領域平均数の概念を示す説明図、第４図は第１図の周
波数領域平均数を１に選んだ場合の概念を示す説明図、
第５図は本発明の第２の実施例を示す機能ブロック図、
第６図はクロスファンビーム走査法の送受波器アレイの
外観図、第７図は第６図の送波器アレイ及び受波器アレ
イの構成を示す配列図、第８図はクロスファンビーム走
査法の原理を示す幾何的説明図、第９図はクロスファン
ビーム走査法における送信ビームパターンと受信ビーム
パターンを示す図、第１０図はクロスファンビーム走査
法における映像形成の方法を示す幾何的説明図、第１１
図は従来のクロスファンビーム走査法の送信回路部の方
式を示す機能ブロック図、第１２図は従来のクロスファ
ンビーム走査法の受信回路部の方式を示す機能ブロック
図、第１３図は第１２図における直交復調器の詳細を示
す機能ブロック図、及び第１４図は第１２図における受
信ビームフォーマの詳細を示す機能ブロツク図である。 １−−一送波器アレイの筐体、 ２−−一送波器アレイ、 ２□、２□、・・・＃２ＭＴ−−−送波器素子、３−−
一受波器アレイ、 ３□、３２．・・・、３曲−ｍ−受波器素子、４−−一
対象物体断面、 ５−一一対象物体断面上の小分割面。 ７−−−送信水平方向ビームパターン。 ８−ｍ−送信鉛直方向ビームパターン。 ９−ｍ−送信鉛直方向ビームパターンの主軸方向、１０
−ｍ−受信水平方向ビームパターン、１１−ｍ−受信水
平方向ビームの主軸方向、１２−ｍ−受信鉛直方向ビー
ムパターン、２０−ｍ−オシレータ、 ２０□、２０□、・・・、２ＯＮ　−ｍ−オシレータ、
２１−−一変調器、　　　　２２−ｍ−送信制御器、２
５−ｍ−送信遅延付加器、 ２６１、２６．　、・・・ｙ２６ＭＴ−ｍ−送信増幅器
。 ２７０．２７２．・・・＊２７ＭＴ−−−送信整合回路
。 ３０１、３０２．・・・ｔ３０ＭＲ−−一装置増幅器、
３１１．３１．、・・・＋３１ＭＲ−−−受信ゲート回
路、３２−ｍ−受信制御器。 ３３１、３３２．・・・、３３，４．−−一直交復調器
。 ３４−ｍ−基準信号発生器。 ３４１、３４．　、・・・、３４Ｎ−ｍ−基準信号発生
器、３５□、３５□、・・・、３５Ｍ、−一一サンプリ
ング回路。 ３６−−−受信ビームフオーマ。 ４２１，４２．−ｍ−掛算器、 ４３１．４３□−−一低域通過フィルタ。 ４６１．４６□、・・・、４６ＨＲ−ｍ−遅延補償器、
４８−ｍ−加算器、　　　　４９−一一絶対値算出器、
５０−ｍ−マルチプレクサ、５１−ｍ−送信制御器、５
４−ｍ−受信制御器、　　５５−ｍ−マルチプレクサ。 ５６−−−平滑器、　　　　６０−ｍ−平均数決定器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）音響パルス信号を送信し、該パルス信号の対象物
   体からの反射信号を受信し、ビームフォーミング操作に
   より対象物体の断面上の強度分布を得、この際送信ビー
   ムの方向を、前記パルス信号を送信する毎に変化させる
   ことにより、対象物体の前面を照射して対象物体の正面
   像を得る音響映像装置において、 送信パルス信号の周波数をＮ種類に多周波化し、送信パ
   ルス信号の送信時間間隔τ＿Ｐを映像形成に有する時間
   τ＿Ｓに近い値にとり、 反射信号を復調する直交復調器の基準信号の周波数をＮ
   種類に多周波化するとともに、送信パルス信号の周波数
   に対応して選択し、 対象物体の断面上を、同一面を異なるＮ＿Ｐ個の周波数
   の信号でＮ＿Ｐ回照射し、 該Ｎ＿Ｐ回の照射に対応する反射信号のＮ＿Ｐ個の受信
   ビーム出力を平均化することを特徴とする音響映像化方
   式。
2. （２）前記Ｎ＿Ｐを１≦Ｎ＿Ｐ≦Ｎの範囲に設定するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音響映像
   化方式。
3. （３）前記Ｎ＿Ｐを、送受波器アレイと対象物体間の相
   対速度情報又は反射信号の信号対雑音比情報に基づいて
   選択することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の音響映像化方式。