(57)【要約】【課題】近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路およびソナーを提供する。【解決手段】ソナー用回路１００は、ダイアフラム１２に圧電素子１１が接合されたトランスデューサ１と、圧電素子１１に所定の周波数の駆動電圧を印加してトランスデューサ１に超音波を発信させる電源部２と、トランスデューサ１から取得した所定の周波数をキャリアとする信号を基にして距離を算出する信号処理回路３と、を備え、電源部２は駆動電圧として、第一周波数の駆動電圧と、当該第一周波数とは異なる第二周波数の駆動電圧とを印加し、第一周波数は、前記第二周波数よりも、相対的にトランスデューサ１の共振周波数に近い周波数に設定されており、信号処理回路３は、第一周波数を基にして遠距離ｄ１を算出し、第二周波数を基にして近距離ｄ２を算出する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムに圧電素子が接合された振動部と、
第一周波数の駆動電圧と、当該第一周波数よりも相対的に前記振動部の共振周波数から遠い第二周波数の駆動電圧とを前記圧電素子に印加して前記振動部に超音波を発信させる電源部と、
前記振動部から取得した前記第一周波数をキャリアとする信号を基にして距離を算出するとともに、前記振動部から取得した前記第二周波数をキャリアとする信号を基にして距離を算出する信号処理回路と、を備えたソナー用回路。
【請求項２】
前記信号処理回路は、前記第一周波数を基にして距離を算出する第一信号処理回路と、前記第二周波数を基にして距離を算出する第二信号処理回路と、を有し、
前記第二信号処理回路は、前記圧電素子の信号出力線と電気的に接続されており、
前記第二信号処理回路は、前記第一周波数の信号を減衰させるフィルタを有する請求項１に記載のソナー用回路。
【請求項３】
前記圧電素子に並列接続されたコイルを備え、
前記コイルと、前記圧電素子とで並列共振回路を構成し、
前記第一周波数と前記並列共振回路の共振周波数との差は、前記第二周波数と当該共振周波数との差よりも、相対的に小さく設定されている請求項１または２に記載のソナー用回路。
【請求項４】
前記電源部は、前記第一周波数の波形と、前記第二周波数の波形とを重畳させた波形に対応する前記駆動電圧を前記圧電素子に印加する請求項１から３のいずれか一項に記載のソナー用回路。
【請求項５】
請求項１から４に記載のソナー用回路を備え、
前記振動部が発信した超音波の周波数をキャリアとして距離を算出するソナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソナー用回路、および当該ソナー用回路を用いたソナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セラミック系振動子１個で形成される超音波送受器を備えた二周波形超音波感知器が記載されている。二周波形超音波感知器は、セラミック系振動子１個で形成される超音波送受器に加えて、このセラミック系振動子の直列または並列共振周波数（第一または第二周波数に対応）を一定周期で発生する二周波発生部と、この出力を受けて超音波送受器を駆動する超音波送波部（駆動回路）と、超音波送受器での受波信号を所定レベルまで増幅する超音波受波部と、受波信号のキャリアの大きさが感知レベルを越えた場合に波形整形してデジタル波（キャリアパルス列）に変換する波形整形部と、直列共振周波数付近のデジタル波のみを通過させる直列共振帯域フィルタと、並列共振周波数付近のデジタル波のみを通過させる並列共振帯域フィルタと、共振帯域フィルタの各出力のうち当該動作周期に対応した周波数の出力のみを選択するなどの動作をするゲート部と、共振帯域フィルタの帯域周波数を自動設定するフィルタ制御部と、ゲート部からのデジタル波を取り込み、受波タイミングおよびその継続時間に基づいて検知対象の有無を判定する感知処理部とで構成される二周波形超音波感知器が記載されている。
【０００３】
この二周波形超音波感知器は、たとえば、車両、人間、物体などを検出する、いわゆるソナーとして用いられる。この二周波形超音波感知器は、同じ超音波振動子を用いて２種類の超音波の送受を行うので、感度と温度特性が一致することになり安定した性能の感知器が得られる。また、直列共振周波数と並列共振周波数との超音波を交互に発射するので、当該送波周期以前の発射波に基づく反射波を除去して乱反射や多重反射による不要反射波の大きい環境下でも使用することができる。
【０００４】
特許文献２には、対象物に超音波を送信する送信素子と、送信素子に駆動信号を出力する駆動回路と、対象物からの反射波を受信する受信素子と、受信素子からの信号により対象物との間の距離を検出する信号処理回路とを備えた超音波距離センサシステム（いわゆるソナー用回路の一例）および超音波距離センサ（いわゆるソナーの一例）が記載されている。この超音波距離センサ等は、信号処理回路は複数の送信パターンに基づいて送信波を形成し、複数の送信パターンと受信素子からの信号の相関に基づき対象物までの距離を算出することを特徴としている。また、この複数の送信パターンとしては、第一の送信パターンと、当該第一の送信パターンよりも周期が短い第二の送信パターンとを含み、当該第一の送信パターンが、第二の送信パターンを出力よりも大きな振幅を有することが記載されている。
【０００５】
この超音波距離センサ等は、特性の異なる複数の送信信号パターンを重ね合わせて送信信号として出力し、その反射波と各送信信号パターンとの相関値演処理を独立して行うことにより、単一の超音波センサ上で、測定レンジの異なる測距処理が同時に並行して行うことができる。これにより、短距離対象物は周期の短い送信信号パターンを使用して高い測定頻度での測距（距離の計測、検知、算出）が可能となる。また、周期の長い送信信号パターンにより、遠方の対象物の測距も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２３０１１９号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された二周波形超音波感知器においては、通常、直列共振周波数と並列共振周波数とは、互いに接近している。それゆえ、それぞれ互いを分離するための直列共振帯域フィルタや並列共振帯域フィルタなどのフィルタは、その特性が急峻なものでなければならない。そのため、例えば、デジタルフィルタによってこれを実現させることを要するため、回路構成に制約が出る。また、セラミック系振動子の共振周波数と反共振周波数とは温度によって変化するため、セラミック系振動子の共振周波数等の温度変化に追従できる駆動回路やフィルタを要するため、回路構成が複雑化する。さらに、一つのセラミック系振動子で送信（送波、出力）および受信（受波）するため、送信後の減衰振動の信号と受信信号とを適切に分離することが難しく、近傍の物体等の検知が困難である。したがって、近距離から遠距離にわたる、広い範囲での対象物の検知（距離計測）が十分に行えない問題があった。
【０００８】
特許文献２に記載された超音波距離センサにおいては、送信および受信において、それぞれ別の送信素子と受信素子とを用いるため上記の減衰振動（残響）の影響は受けにくい。しかし、部品点数が増加するため、センサの大型化、ひいてはコストアップを招く問題がある。また、各素子の特性バラツキ、たとえば周波数特性や指向性のバラつきにより、センサ性能のバラつきを生じやすくなる問題がある。また、特許文献２の記載からは、各素子の共振周波数や、送信パターンとの関係は明らかでは無いが、仮に、第一の送信パターンの超音波の周波数が共振周波数から大きく離れた周波数である場合、当該周波数で超音波を発信するためには高電圧を要し、また当該周波数の超音波を受信する場合にも受信感度が低くなる問題がある。したがって、近距離から遠距離にわたる、広い範囲での対象物の検知が十分に行えない問題があった。
【０００９】
したがって、近距離から遠距離にわたる、十分広い範囲での対象物の検知が行えるソナーないしソナー用回路の提供が望まれる。
【００１０】
本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路およびソナーの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係るソナー用回路の特徴構成は、
ダイアフラムに圧電素子が接合された振動部と、
第一周波数の駆動電圧と、当該第一周波数よりも相対的に前記振動部の共振周波数から遠い第二周波数の駆動電圧とを前記圧電素子に印加して前記振動部に超音波を発信させる電源部と、
前記振動部から取得した前記第一周波数をキャリアとする信号を基にして距離を算出するとともに、前記振動部から取得した前記第二周波数をキャリアとする信号を基にして距離を算出する信号処理回路と、を備えた点にある。
【００１２】
上記構成によれば、第一周波数は、第二周波数よりも、相対的に振動部の共振周波数に近い周波数に設定される。また、信号処理回路は、当該第一周波数を基にして距離を算出するようになっている。そのため、振動部のダイアフラムは、第一周波数の所定の駆動電圧（たとえば第二周波数で印加する場合と同じ駆動電圧）を圧電素子に印加された場合でも相対的に大きな振動振幅を得て、高い音圧の第一周波数の超音波を送信することができる。これにより、第一周波数の超音波を遠方まで到達させる（送信する）ことが可能となる。
【００１３】
また、第一周波数の超音波の反射波を受信する場合も同様に、振動部のダイアフラムが、第一周波数の反射波を受信した場合、たとえばそれが低い音圧の場合であっても、相対的に大きな振動振幅を得ることができ、圧電素子は高い電圧を生じる。そのため、高感度な受信が可能となる。これにより、遠方において対象物で反射した微弱な音圧の第一周波数の超音波も検出（受信）可能となる。
【００１４】
このように、第一周波数を振動部の共振周波数に近づけることにより、遠距離を計測したい場合に、遠方まで到達可能な高い音圧の超音波を送信し、また、高い感度で超音波を受信できるため、対象物を検出する際の距離検出の長距離化が可能となる。
【００１５】
また、上記構成によれば、信号処理回路は、第一周波数とは異なる第二周波数、すなわち、相対的に振動部の共振周波数から遠い第二周波数を基にして距離を算出するようになっている。そのため、振動部のダイアフラムは、第二周波数の駆動電圧を圧電素子に印加されて第二周波数の超音波を送信した後、その減衰振動（残響）の周波数を第二周波数から振動部の反共振周波数に速やかにシフトさせることができる。いいかえると、第二周波数の超音波を送信した後に短時間で（すぐに）、残響と第二周波数の反射波とを分別して受信可能な状態とすることができる。これにより、近傍において対象物で反射した第二周波数の超音波の検出（受信）が可能となる。
【００１６】
また、第二周波数の超音波を送信した後に信号処理回路に伝送される、減衰振動に起因する不要な信号を、減衰させることができ、信号処理回路を、当該送信後に短時間で第二周波数を基にして相対的に近距離を算出することが可能な状態とすることができる。このように、近距離を計測したい場合に、減衰振動の周波数を検出に用いる第二周波数と離すことにより、信号処理回路を当該第二周波数ですぐに受信できる状態とすることができるため、距離検出の短距離化が可能となる。
【００１７】
このように上記構成によれば、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路を提供することができる。
【００１８】
本発明に係るソナー用回路の更なる特徴構成は、
前記信号処理回路は、前記第一周波数を基にして距離を算出する第一信号処理回路と、前記第二周波数を基にして距離を算出する第二信号処理回路と、を有し、
前記第二信号処理回路は、前記圧電素子の信号出力線と電気的に接続されており、
前記第二信号処理回路は、前記第一周波数の信号を減衰させるフィルタを有する点にある。
【００１９】
上記構成によれば、圧電素子の信号出力線と電気的に接続されている第二信号処理回路に伝送される第一周波数の信号を減衰させることができる。そのため、ダイアフラムが第二周波数の超音波を発信した後の第一周波数とほぼ等しい周波数を有する残響による信号が第二信号処理回路に伝送されて、第二信号処理回路の算出に対して影響を及ぼすことを低減することができる。
【００２０】
本発明に係るソナー用回路の更なる特徴構成は、
前記圧電素子に並列接続されたコイルを備え、
前記コイルと、前記圧電素子とで並列共振回路を構成し、
前記第一周波数と前記並列共振回路の共振周波数との差は、前記第二周波数と当該共振周波数との差よりも、相対的に小さく設定されている点にある。
【００２１】
上記構成によれば、第一周波数の反射波を受信した際の受信感度を向上させることができる。なぜならば、圧電素子に並列接続されたコイルと、コンデンサとしての特性を併せ持つ圧電素子とで構成された並列共振回路は、ダイアフラムが並列共振回路の共振周波数（いわゆる反共振周波数）に近い第一周波数の反射波を受信して、圧電素子が第一周波数の電圧の信号に変換した際に高インピーダンスとなるため、ダイアフラムが並列共振回路の共振周波数に近い第一周波数の反射波を受信した場合に、弱い音圧の反射波を受信した場合においても高い電圧の信号に変換することができるためである。
【００２２】
本発明に係るソナー用回路の更なる特徴構成は、
前記電源部は、前記第一周波数の波形と、前記第二周波数の波形とを重畳させた波形に対応する前記駆動電圧を前記圧電素子に印加する点にある。
【００２３】
上記構成によれば、第一周波数の超音波と第二周波数の超音波とを同時に送信し、その後、第二周波数の超音波の反射波を受信し、さらにその後、第一周波数および第二周波数の超音波の反射波を受信する。第一周波数の超音波の反射波のうち、近傍の対象物からの反射波は残響にうもれて検出困難である。しかし、第一周波数の超音波の反射波のうち、遠方の対象物からの反射波は感度良く検出できる。他方、第二周波数の超音波の反射波のうち、遠方からの反射波に対する受信感度は小さいため検出困難である。しかし、第二周波数の超音波の反射波のうち、近傍の対象物からの反射波に対しては残響の影響を受けにくく、検出しやすい。これにより、第一周波数の超音波を発信して受信する間隔（インターバル）内で、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知を行うことが可能となり、ソナーの検出頻度を上げることができる。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係るソナー用の特徴構成は、
上記に記載のソナー用回路を備え、
前記振動部が発信した超音波の周波数をキャリアとして距離を算出する点にある。
【００２５】
上記構成によれば、上記ソナー用回路と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路およびソナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ソナー用回路の実施形態の説明図
【図２】ソナー用回路の別の実施形態の説明図
【図３】電源部および圧電素子の動作の説明図
【図４】電源部および圧電素子の動作の説明図
【図５】ソナー用回路の別の実施形態の説明図
【図６】電源部の動作の説明図
【図７】ソナー用回路の別の実施形態の説明図
【図８】ソナー用回路の別の実施形態の説明図
【図９】電源部および圧電素子の動作の説明図
【図１０】電源部の動作の説明図
【図１１】ソナー用回路の別の実施形態の説明図
【図１２】トランスデューサ、ソナー用回路、およびソナーの概略構成図
【図１３】ソナー用回路、およびソナーの検知動作の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１から図１３に基づいて、本発明の実施形態に係るソナー用回路、および当該回路を用いたソナーについて説明する。
【００２９】
〔ソナー用回路、および当該回路を用いたソナーの概略構成の説明〕
〔ソナーの全体の構成〕
まず、ソナー３００の全体の構成を説明する。本実施形態に係るソナー３００の全体構成を図１２に示す。ソナー３００は、たとえば自動車などの走行車両の障害物センサとして利用される。
【００３０】
ソナー３００は、図１２に示すように、ダイアフラム１２に圧電素子１１が接合されたトランスデューサ１（振動部の一例）と、圧電素子１１に所定の周波数の駆動電圧を印加して超音波Ｗを発信させる電源部２と、トランスデューサ１から取得した所定の周波数をキャリアとする信号の振幅情報を基にして距離を算出する信号処理回路３と、を備えている。
【００３１】
トランスデューサ１は、有底筒状の容器１３の一端部である底部に、圧電素子１１を接合したダイアフラム１２の面が容器１３の筒の内側になるように設けられ、トランスデューサユニット２００を構成する。トランスデューサ１の振動面（ダイアフラム１２の振動面）の共振周波数は、主として圧電素子１１とダイアフラム１２との電気的／力学的特性により決定される。以下では、トランスデューサ１の共振周波数と称する場合、トランスデューサ１の振動面の共振周波数を意味するものとする。本実施形態では、圧電素子１１には例えばセラミクス圧電体を採用することができる。また、ダイアフラム１２には、たとえば金属板を用いることができる。
【００３２】
ソナー３００は、図１３に示すように、トランスデューサユニット２００のトランスデューサ１の面から発信される超音波Ｗを発信してから、その反射波Ｒをトランスデューサ１のダイアフラム１２で受信するまでの時間（以下では、単に、戻り時間と称する場合がある）と音速とに基づいて、トランスデューサ１と対象物９との距離ｄを信号処理回路３が算出することで、近距離ｄ２にある対象物９２や遠距離ｄ１にある対象物９２を検出する。
【００３３】
このように、超音波Ｗを送信し、その反射波Ｒを受信するまでの時間と音速とを基にして対象物９までの距離ｄを測定する方法は、いわゆるタイム・オブ・フライト（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ、ＴＯＦ）法として知られている。
【００３４】
〔ソナー用回路の構成〕
本実施形態に係るソナー用回路１００は、図１２に示すごとく、電源部２と、信号処理回路３と、トランスデューサ１の圧電素子１１とを含む回路のことをいう。トランスデューサ１は、制御部の指示を受けて電源部２から供給される駆動電圧により圧電素子１１を駆動され、超音波Ｗを発信し、当該超音波Ｗが対象物９で反射した反射波Ｒを受信して圧電素子１１が電圧の信号に変換し、当該信号により信号処理回路３が対象物９を検知し、また、距離ｄを算出する。
【００３５】
ソナー用回路１００は、図示されない制御部により、超音波Ｗの発信を制御されている。本実施形態ではさらに、ソナー用回路１００が検出した対象物９の情報を処理する処理回路８と接続される場合を例示している。
【００３６】
ソナー用回路１００において、電源部２とトランスデューサ１とは一対の信号線７（信号出力線の一例）で接続されている。ソナー用回路１００の一端側は、電源部２とトランスデューサ１との間の信号線７がグランドＧ（ＧＮＤ）に接続されている。
【００３７】
図１２では、グランドＧに接続されている側の信号線７を第一信号線７１で表しており、他端側の信号線７を第二信号線７２で表している。図１２には、第二信号線７２は、圧電素子１１と直接接続されている場合を図示している。また、第一信号線７１は、トランスデューサユニット２００の容器１３およびダイアフラム１２を介して圧電素子１１と接続されている場合を図示している。
【００３８】
電源部２は、トランスデューサ１に所定の周波数の駆動電圧を印加する電源である。たとえば、図示されない走行車両のバッテリーから電力を供給されている。電源部２は、グランドＧを基準電位としている。
【００３９】
電源部２は、圧電素子１１の駆動電圧として、第一周波数の駆動電圧と、当該第一周波数とは異なる第二周波数の駆動電圧とを出力し、圧電素子１１に印加することができる。ここで、第一周波数は、第二周波数よりも、相対的にトランスデューサ１の共振周波数に近い周波数に設定されている。言い換えると、第二周波数は、第一周波数よりも相対的にトランスデューサ１の共振周波数から遠い周波数に設定されている。
【００４０】
信号処理回路３は、電源部２とトランスデューサ１との間において、第二信号線７２と接続されている。トランスデューサ１が受信した周波数の信号は電圧の振幅の信号（電圧の振幅情報）として第二信号線７２から信号処理回路３に伝送される。信号処理回路３は、トランスデューサ１から取得した第一周波数の信号を基にして相対的に遠距離を算出し、トランスデューサ１から取得した第二周波数の信号を基にして相対的に近距離を算出するようになっている。なお、信号処理回路３は、グランドＧを基準電位としている。
【００４１】
トランスデューサ１のダイアフラム１２は、第一周波数の所定の駆動電圧を圧電素子１１に印加された場合、相対的にトランスデューサ１の共振周波数から遠い周波数（例えば、第二周波数）の所定の駆動電圧を印加された場合に比べて、相対的に大きな振動振幅を得て、高い音圧の第一周波数の超音波Ｗ１を送信することができる。これにより、第一周波数の超音波Ｗ１を遠方にある対象物９１まで到達させることができる。
【００４２】
トランスデューサ１のダイアフラム１２は、第一周波数の超音波Ｗ１の反射波ＲＷ１を受信する場合も同様に、相対的にトランスデューサ１の共振周波数から遠い周波数の超音波（例えば、第二周波数の反射波ＲＷ２）を受信する場合に比べて相対的に大きな振動振幅を得て、圧電素子１１は高い電圧を生じる。そのため、このソナー用回路１００は、高感度な受信が可能となる。これにより、遠方において対象物９１で反射した微弱な音圧の第一周波数の反射波ＲＷ１も検出（受信）可能となる。このようにして、ソナー用回路１００は、遠方の対象物９１との遠距離ｄ１（図１３参照）を計測することができる。
【００４３】
トランスデューサ１のダイアフラム１２は、第二周波数の駆動電圧を圧電素子１１に印加されて第二周波数の超音波Ｗ２を送信した後、つまり駆動された後、減衰振動（いわゆる残響）するが、その減衰振動の周波数は第二周波数からトランスデューサ１の反共振周波数に速やかにシフトする。なお、残響とは、圧電素子１１が駆動電圧の印加を停止された後、引き続きダイアフラム１２が減衰振動している状態をいい、この振動が停止するまでの時間は減衰時間ないし残響時間と称される。以下では減衰振動が停止するまでの時間を残響時間と称する。
【００４４】
これにより、第二周波数の超音波Ｗ２を送信後速やかに、近傍の対象物９２で反射した第二周波数の超音波Ｗ２の反射波ＲＷ２も検出（受信）可能となる。また、ダイアフラム１２が第二周波数の超音波Ｗ２を送信した後に信号処理回路３に伝送される残響による第二周波数の信号を速やかに減少させることができ、信号処理回路３を、当該送信後に短時間で第二周波数を基にして相対的に近距離を算出することが可能な状態とすることができる。このようにして、ソナー用回路１００は、近傍の対象物９２との近距離ｄ２（図１３参照）を計測することができる。
【００４５】
トランスデューサ１の共振周波数は、通常温度依存性があり、たとえば車載用途では数パーセント程度の変化幅を想定している。このような温度特性を考慮して、第一周波数と第二周波数とは２０パーセント程度の差を設けて設定することが好ましい。温度特性による共振周波数の振れ幅の影響を相対的に小さくするためである。
【００４６】
処理回路８は、ソナー用回路１００の信号処理回路３と接続されており、信号処理回路３が出力した対象物９との距離ｄに関する情報を、予め定めた方式で扱う回路である。
【００４７】
ソナー３００は、対象物９を検出した場合、処理回路８を介して、対象物９が存在する旨や、対象物９との距離ｄを、使用者に報知する構成とすることができる。なお、処理回路８は、本実施形態におけるソナー用回路１００には含まれず、ソナー用回路１００とは別の回路である。
【００４８】
処理回路８としては、対象物９が存在する旨や対象物９との距離ｄを使用者に報知するモニタなどの表示機やスピーカーなどの発音器のような報知機や、走行車両のエンジンコントロールユニット等の安全回路（例えば、対象物９を検知し、障害物と認識した場合に車両の走行を制動するブレーキ制御回路）が例示される。
【００４９】
〔ソナー用回路の制御方法について〕
ソナー用回路１００は、図示されない制御部が、電源部２に、第一周波数の駆動電圧をトランスデューサ１に印加させる工程と、当該第一周波数とは異なる第二周波数の駆動電圧をトランスデューサ１に印加さる工程とを実行させて、超音波Ｗを発信させる工程を実行するようになっている。この際、第一周波数を、第二周波数よりも、相対的にトランスデューサ１の共振周波数に近い周波数に設定し、第二周波数を、相対的にトランスデューサ１の共振周波数から遠い周波数に設定する。そして、制御部は、信号処理回路３に、トランスデューサ１から取得した信号の内、第一周波数の信号を基にして相対的に遠距離を算出させる工程と、第二周波数の信号を基にして相対的に近距離を算出させる工程とを実行させている。
【００５０】
なお、ソナー用回路１００は、図示されない記憶部に記憶されたプログラムにより、制御部、電源部２および信号処理回路３に上記工程の実行を実現させている。
【００５１】
〔第一実施形態〕
図１、図３、図１２、および図１３を基にして、ソナー用回路１００の第一実施形態を説明する。ソナー用回路１００は、上述のごとく、電源部２と、信号処理回路３と、トランスデューサ１の圧電素子１１とを含む。
【００５２】
トランスデューサ１は、図１において、電源部２の一端（第一信号線７１）から他端（第二信号線７２）に向けて、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１０、コイルＬ１の順に接続された直列回路と、当該直列回路と並列に接続されるコンデンサＣ１１とで構成される等価回路で図示されている。
【００５３】
圧電素子１１は、コンデンサＣ１１の電極間容量ＣｄがコンデンサＣ１０の電極間容量Ｃｓに比べて大きいため、トランスデューサ１の反共振周波数はトランスデューサ１の共振周波数および第一周波数の近傍の値となる。通常、反共振周波数は共振周波数から高周波側にシフトした周波数である。
【００５４】
電源部２は、第一交流電圧源ＰＶ１と、第二交流電圧源ＰＶ２と、第一スイッチＳＷ１と、第二スイッチＳＷ２とを有する。
【００５５】
第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２は、交流電圧を発生する電圧源である。第一交流電圧源ＰＶ１と第二交流電圧源ＰＶ２とは信号線７と並列に接続されている。第一交流電圧源ＰＶ１と第二信号線７２とは、開閉式の第一スイッチＳＷ１を介して接続されている。第二交流電圧源ＰＶ２と第二信号線７２とは、開閉式の第二スイッチＳＷ２を介して接続されている。
【００５６】
第一交流電圧源ＰＶ１は、図３に示すように、連続的に第一周波数の駆動電圧を発生している。制御部の指示を受けて第一スイッチＳＷ１が時間ｔ１の間短絡（閉に）すると、第一周波数の駆動電圧が信号線７から圧電素子１１に供給されて、トランスデューサ１は第一周波数の超音波Ｗ１を発信する。その後、トランスデューサ１は反共振周波数で減衰振動（残響）する。なお、トランスデューサ１の振動は、図３において、「圧電素子の電極間電圧」で示される。図３に反射波ＲＷ１を受信した際の電圧の変化は図示しないが、トランスデューサ１は残響が減衰した後、反射波ＲＷ１を受信する。
【００５７】
第二交流電圧源ＰＶ２は、図３に示すように、連続的に第二周波数の駆動電圧を発生している。制御部の指示を受けて第二スイッチＳＷ２が時間ｔ２の間短絡（閉に）すると、第二周波数の駆動電圧が信号線７から圧電素子１１に供給されて、トランスデューサ１は第二周波数の超音波Ｗ２を発信する。その後、トランスデューサ１は反共振周波数で減衰振動（残響）する。図３に電圧は図示しないが、トランスデューサ１は残響が減衰した後、反射波ＲＷ２を受信する。
【００５８】
なお、時間ｔ１と時間ｔ２とは同じ時間長さとすることもできるし、異なる時間長さとすることもできるが、本実施形態では、時間ｔ１は時間ｔ２よりもやや長い時間に設定されている。
【００５９】
本実施形態では、第一スイッチＳＷ１と第二スイッチＳＷ２とは排他的に短絡される。第一スイッチＳＷ１と第二スイッチＳＷ２とは、例えば交互に短絡することができるが、これに限られない。第一スイッチＳＷ１が短絡される頻度と、第二スイッチＳＷ２が短絡される頻度とは同じでなくてもよい。走行車両の障害物センサとして用いるような場合には、衝突を回避すべく近傍の対象物９２（図１３参照）の接近を確実に検知することを要し、他方、遠方の対象物９１（図１３参照）は即座の衝突のおそれは低いことから、近傍の対象物９２の検知の頻度を高めるべく、第一スイッチＳＷ１にくらべて第二スイッチＳＷ２を短絡する頻度を高くする場合もある。
【００６０】
信号処理回路３は、第一フィルタ３１と、第二フィルタ３２と、第一信号処理回路３３と、第二信号処理回路３４とを有する。第一フィルタ３１と、第二フィルタ３２とは、第二信号線７２と接続されている。第一信号処理回路３３は第一フィルタ３１を介して第二信号線７２と接続されている。第二信号処理回路３４は第二フィルタ３２を介して第二信号線７２と接続されている。
【００６１】
第一フィルタ３１は、第一周波数の近傍の周波数の信号を通過させ、第二周波数の信号を減衰ないし遮断する周波数フィルタを有する。第一フィルタ３１は、第一周波数の信号を通過させ、第二周波数の信号を減衰ないし遮断する機能を有すればよく、いわゆるバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ないしはこれらの組み合わせなど、種々の構成を採用しうる。なお、第一フィルタ３１は必須では無く、省略してもよい。
【００６２】
第二フィルタ３２は、第二周波数の近傍の周波数の信号を通過させ、第一周波数の信号を減衰ないし遮断する周波数フィルタを有する。第二フィルタ３２は、第二周波数の信号を通過させ、第二周波数の信号を減衰ないし遮断する機能を有すればよく、いわゆるバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ないしはこれらの組み合わせなど、種々の構成を採用しうる。なお、第二フィルタ３２は、第一フィルタ３１とは異なり、通常は省略しないことが好ましい。
【００６３】
第二フィルタ３２の第一周波数の信号の減衰比入力される第一周波数信号の電圧の振幅は、少なくとも３０以上、好ましくは５０以上であり、さらに好ましくは１００００以上であるとよい。ＳＮ比で言うと、少なくとも約３０ｄｂ以上、好ましくは３４ｄｂ以上であり、さらに好ましくは８０ｄｂ以上である。
【００６４】
第一信号処理回路３３は、受信波のうち、第一周波数の信号を基にして距離を算出する回路である。第二信号処理回路３４は受信波のうち、第二周波数の信号を基にして距離を算出する回路である。第一信号処理回路３３は、第二信号処理回路３４と比べて相対的に遠距離を算出し、第二信号処理回路３４は第一信号処理回路３３と比べて相対的に近距離を算出する関係にある。
【００６５】
第一信号処理回路３３は、第二信号線７２に伝送される第一周波数の電圧の信号を、第一フィルタ３１を介して受信するため、第二周波数の信号の影響を抑制し、精度よく遠方にある対象物９２（図１３参照）を検知することができる。
【００６６】
第二信号処理回路３４は、第二信号線７２に伝送される第二周波数の電圧の信号を、第二フィルタ３２を介して受信するため、第一周波数、共振周波数、および反共振周波数の信号の影響を抑制し、精度よく近傍にある対象物９２（図１３参照）を検知することができる。
【００６７】
このように、第一実施形態では、反共振周波数が第一周波数に近いため、第一スイッチＳＷ１が解放された後の反共振周波数の減衰振動を第一フィルタ３１は十分に減衰させることができない。そのため、戻り時間が残響時間よりも短くなるような近傍にある対象物９２（図１３参照）を、第一周波数を用いて検出するのは困難になる。
【００６８】
また、第二周波数は第一周波数と比べてトランスデューサ１の共振周波数との差が大きいため、トランスデューサ１は第一周波数の場合に比べて大きな音圧で超音波Ｗを発信するのは困難である。
【００６９】
しかし、第二周波数は第一周波数と比べてトランスデューサ１の反共振周波数との差も大きいため、トランスデューサ１は第二周波数の超音波Ｗ２を発信した後速やかに反共振周波数で減衰振動し、第二信号処理回路３４は第二周波数の減衰振動の信号の影響を免れる。これにより、近傍にある対象物９２を検知することができる。また、第二フィルタ３２は第一周波数に近い反共振周波数の近傍の周波数の信号を容易に減衰ないし遮断するため、精度よく近傍にある対象物９２を検知することができるのである。
【００７０】
すなわち、第一周波数によるセンサ動作と第二周波数によるセンサ動作とを組み合わせることにより、近距離から遠距離まで検出可能なソナー３００を実現することができるのである。
【００７１】
〔第二実施形態〕
図２、図１２、図１３を基にして、ソナー用回路１００の第二実施形態を説明する。第二実施形態のソナー用回路１００は、第一実施形態と異なり、図２に示すように、電源部２が、第一交流電圧源ＰＶ１と、第二交流電圧源ＰＶ２と、第一スイッチＳＷ１と、第二スイッチＳＷ２とに加えて、さらに、トランスデューサ１と並列に信号線７と接続されたコイルＬ２と、抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ２と有する。本実施形態では、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２と、グランドＧとの間の信号線７に、コイルＬ２と、抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ２とが、この順に、接続されている。
【００７２】
コイルＬ２は、トランスデューサ１の圧電素子１１のコンデンサＣ１１と並列共振回路（ＬＣ並列回路）を構成している。つまり、コイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路は、圧電素子１１の電極間容量の少なくとも一部となるコンデンサＣ１１の電極間容量Ｃｄを含んで構成される並列共振回路である。言い換えると、コイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路とは、その電気的特性が、コイルＬ２のインダクタンスと、コンデンサＣ１１の電極間容量Ｃｄとを含めて決定される回路である。
【００７３】
コイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路の共振周波数は、トランスデューサ１の共振周波数、すなわち、トランスデューサ１の抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１０、コイルＬ１で構成される直列回路の直列共振周波数とおよそ一致するように設定されている。
【００７４】
コンデンサＣ２は、コイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路の共振周波数を調整すべく、必要に応じて設けられる。つまり、コンデンサＣ２は、必須では無く、省略される場合もある。コンデンサＣ２は、その電極間容量を大小させることで、コイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路の共振周波数を調整するために設けられるものである。
【００７５】
抵抗Ｒ２は、残響時間を短縮するために設置される場合がある。つまり、抵抗Ｒ２は、必須では無く、省略される場合もある。抵抗Ｒ２を設けることで、圧電素子１１を駆動中にトランスデューサ１に蓄積された振動エネルギー（運動エネルギー）を、トランスデューサ１の抵抗Ｒ１によるのみならず、抵抗Ｒ２によっても熱エネルギーに変換することができる。これにより減衰時間を短縮することができる。このように減衰時間を短縮することで、第一周波数で対象物９を検知する場合の、検出範囲（特に近距離側の検出範囲）を拡大することができる。
【００７６】
抵抗Ｒ２は、その抵抗値を小さくすると減衰時間を短縮することができる。これにより、ソナー用回路１００の近距離検出能力が向上する。しかし、抵抗Ｒ２の抵抗値を小さくしすぎると、出力音圧が低下し、ソナー用回路１００の受信感度が低下する。つまり、ソナー用回路１００の近距離検出能力と受信感度とはトレードオフの関係にあるため、抵抗Ｒ２の抵抗値はソナー３００の使用目的に応じて適宜調整を要する。
【００７７】
なお、本実施形態において減衰振動の挙動は、トランスデューサ１の、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１０、コイルＬ１で構成される直列回路の共振（トランスデューサ１の共振周波数）、トランスデューサ１の、当該直列回路とコンデンサＣ１１とで構成される並列回路の共振（トランスデューサ１の反共振周波数）、およびトランスデューサ１のコンデンサＣ１１とコイルＬ２とを含む並列共振回路の共振（反共振周波数）に起因するものであり、第一周波数に近い（第一周波数の近傍の）周波数の振動である。そのため、第一周波数とコイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路の共振周波数（反共振周波数）との差（差分の絶対値）は、第二周波数と当該共振周波数との差（差分の絶対値）よりも、相対的に小さく設定されるとよい。
【００７８】
上記のようにコイルＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路を構成することで、第一周波数でトランスデューサ１を駆動し、第一周波数の反射波ＲＷ１を受信した時には、当該並列共振回路が高インピーダンスとなる。これにより、トランスデューサ１が反射波ＲＷ１を受信して、圧電素子１１から信号線７に第一周波数の信号が出力される際の、当該信号の電圧の振幅を大きくすることができる。そのため、第一周波数で対象物９を検知する場合の、ソナー用回路１００の受信感度を向上させることができる。したがって、遠方の対象物９１（図１３参照）の検出が可能となる。
【００７９】
〔第三実施形態〕
図７を基にして、ソナー用回路１００の第二実施形態を説明する。第三実施形態のソナー用回路１００は、第二実施形態と異なり、図７に示すように、電源部２が、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２と、コイルＬ２および抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２との間にトランスＴＲを有する。
【００８０】
トランスＴＲは電気的エネルギーの供給を受ける一次側コイルＴＬ１と、電気的エネルギーを供給する二次側コイルＴＬ２とを備える。
【００８１】
第一交流電圧源ＰＶ１と第二交流電圧源ＰＶ２とは、一次側コイルＴＬ１と、第一電力線７３および第二電力線７４とで接続されている。第一交流電圧源ＰＶ１と第二電力線７４とは、開閉式の第一スイッチＳＷ１を介して接続されている。第二交流電圧源ＰＶ２と第二電力線７４とは、開閉式の第二スイッチＳＷ２を介して接続されている。
【００８２】
二次側コイルＴＬ２は、一次側コイルＴＬ１が第二電力線７４に接続されている極側に対応する極側で、第二信号線７２と接続されており、他極側を第一電力線７３と接続されている。つまり、二次側コイルＴＬ２は、圧電素子１１と並列接続されている。
【００８３】
すなわち、第三実施形態では、上記第二実施形態と同様に、二次側コイルＴＬ２と、トランスデューサ１（圧電素子１１）とで並列共振回路を構成している。このように、二次側コイルＴＬ２とコンデンサＣ１１とを含む並列共振回路を構成することで、第一周波数でトランスデューサ１を駆動し、第一周波数の反射波ＲＷ１を受信した時には、当該並列共振回路が高インピーダンスとなる。これにより、トランスデューサ１が反射波ＲＷ１を受信して、圧電素子１１から信号線７に第一周波数の信号が出力される際の、当該信号の電圧の振幅を大きくすることができる。そのため、第一周波数で対象物９を検知する場合の、ソナー用回路１００の受信感度を向上させることができる。したがって、遠方の対象物９１（図１３参照）の検出が可能となる。
【００８４】
また、トランスＴＲを用いることにより、一次側コイルＴＬ１と二次側コイルＴＬ２との巻線比を調整し、トランスデューサ１を駆動するための駆動電圧を昇圧することができる。具体的には、二次側コイルＴＬ２からトランスデューサ１に出力される駆動電圧を昇圧することができる。
【００８５】
〔第四実施形態〕
図５、図６を基にして、ソナー用回路１００の第四実施形態を説明する。第三実施形態のソナー用回路１００は、第一実施形態と異なり、図５に示すように、電源部２が、第二スイッチＳＷ２を備える代わりに、加算器２１を備えている。
【００８６】
加算器２１は、入力された二系統の信号の電圧の和を出力する回路である。加算器２１の出力側は、第一スイッチＳＷ１を介して第二信号線７２と接続されている。加算器２１の入力側は、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２とそれぞれ別個に接続されている。
【００８７】
このように電源部２を構成することで、第一周波数と第二周波数の交流電圧の和をトランスデューサ１の圧電素子１１に印加することができる。つまり、電源部２は、第一周波数の波形と、第二周波数の波形とを重畳させた波形に対応する圧電素子１１に駆動電圧を印加することができる。図６には、第一スイッチＳＷ１の開放と短絡（開閉）のタイミングと同期して、すなわち、第一スイッチＳＷ１が短絡（閉）される期間とおなじ期間の間のみ、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の信号線７への出力が行われる場合を図示している。図６は、第一スイッチＳＷ１が時間ｔ１の間短絡されて、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の出力の和が加算器２１から時間ｔ１の間、信号線７へ間欠的に出力されている。
【００８８】
これにより、トランスデューサ１は、第一周波数の超音波Ｗ１と第二周波数の超音波Ｗ２とを同時に送信し、その後、第二周波数の反射波ＲＷ２を受信し、さらにその後、第一周波数の反射波ＲＷ１および第二周波数の超音波Ｗ２の反射波ＲＷ２を受信することができる。第一周波数の超音波Ｗ１の反射波ＲＷ１のうち近傍の対象物９２（図１３参照）からの反射波ＲＷ１は残響にうもれて検出困難である。しかし、第一周波数の超音波Ｗ１の反射波ＲＷ１のうち遠方の対象物９１（図１３参照）からの反射波ＲＷ１は感度良く検出できる。他方、第二周波数の超音波Ｗ２の反射波ＲＷ２のうち、遠方からの反射波ＲＷ２に対する受信感度は小さいため検出困難である。しかし、第二周波数の超音波Ｗ２の反射波ＲＷ２のうち、近傍の対象物９２（図１３参照）からの反射波ＲＷ２に対しては残響の影響を受けにくく、検出しやすい。これにより、第一周波数の超音波Ｗ１を発信して反射波ＲＷ１を受信する間隔（インターバル）内で、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物９の検知を行うことが可能となり、ソナー用回路１００の検出頻度を上げることができる。
【００８９】
〔第五実施形態〕
図８、図９を基にして、ソナー用回路１００の第五実施形態を説明する。第五実施形態のソナー用回路１００は、第三実施形態と異なり、電源部２が、第一交流電圧源ＰＶ１および第一スイッチＳＷ１と、第二交流電圧源ＰＶ２および第二スイッチＳＷ２とを備える代わりに、第一交流電流源ＰＣ１と、第二交流電流源ＰＣ２とを備える。第一交流電流源ＰＣ１および第二交流電流源ＰＣ２は、交流電流を発生する電流源である。
【００９０】
第一交流電流源ＰＣ１は、図示しない制御部の指示を受け、図９に示すように、時間ｔ１の時間長さだけ、第一周波数の交流電流を出力することができる。
【００９１】
第二交流電流源ＰＣ２は、図示しない制御部の指示を受け、図９に示すように、時間ｔ２の時間長さだけ、第二周波数の交流電流を出力することができる。
【００９２】
第五実施形態においても、第三実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
以上のようにして、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路１００およびソナー３００を提供することができる。
【００９４】
〔第六実施形態〕
図１１を基にして、ソナー用回路１００の第六実施形態を説明する。第六実施形態のソナー用回路１００は、第五実施形態と異なり、電源部２が、第一交流電流源ＰＣ１と、第二交流電流源ＰＣ２とを備える代わりに、第一定電流回路ＰＳ１と、第二定電流回路ＰＳ２と、第三スイッチＳＷ３と、第四スイッチＳＷ４と、第五スイッチＳＷ５と、第六スイッチＳＷ６と、を備えている。第三スイッチＳＷ３と、第四スイッチＳＷ４と、第五スイッチＳＷ５と、第六スイッチＳＷ６とはそれぞれ開閉式のスイッチである。第一定電流回路ＰＳ１とおよび第二定電流回路ＰＳ２は、一定の直流電流を発生する電流源である。
【００９５】
第一定電流回路ＰＳ１は、第二電力線７４と、第三スイッチＳＷ３を介して接続されている。また、第一定電流回路ＰＳ１は、第一電力線７３と、第四スイッチＳＷ４を介して接続されている。第三スイッチＳＷ３と第四スイッチＳＷ４とは、図示されない制御部に指示されて、それぞれ同時に短絡状態とならないように短絡と開放（開閉）を交互に切り替える。つまり、第三スイッチＳＷ３が短絡されているときは、第四スイッチＳＷ４は開放されて、第四スイッチＳＷ４が短絡されているときは、第三スイッチＳＷ３が開放される。なお、上記第一定電流回路ＰＳ１は、上記第三スイッチＳＷ３または第四スイッチＳＷ４が短絡の時のみ電流を出力する。
【００９６】
制御部が、これら第三スイッチＳＷ３と第四スイッチＳＷ４とを、第一周波数の半周期ごとに開閉することで、第一定電流回路ＰＳ１と、第三スイッチＳＷ３と、第四スイッチＳＷ４とで構成される回路は、第五実施形態における第一交流電流源ＰＣ１と同様の効果を奏することができる。
【００９７】
第二定電流回路ＰＳ２は、第二電力線７４と、第五スイッチＳＷ５を介して接続されている。また、第二定電流回路ＰＳ２は、第一電力線７３と、第六スイッチＳＷ６を介して接続されている。第五スイッチＳＷ５と第六スイッチＳＷ６とは、図示されない制御部に指示されて、それぞれ同時に短絡状態とならないように短絡と開放（開閉）を交互に切り替える。つまり、第五スイッチＳＷ５が短絡されているときは、第六スイッチＳＷ６は開放されて、第六スイッチＳＷ６が短絡されているときは、第五スイッチＳＷ５が開放される。なお、上記第二定電流回路ＰＳ２は、上記第五スイッチＳＷ５または第六スイッチＳＷ６が短絡の時のみ電流を出力する。
【００９８】
制御部が、これら第五スイッチＳＷ５と第六スイッチＳＷ６とを、第二周波数の半周期ごとに開閉することで、第二定電流回路ＰＳ２と、第五スイッチＳＷ５と、第六スイッチＳＷ６とで構成される回路は、第五実施形態における第一交流電流源ＰＣ１と同様の効果を奏することができる。
【００９９】
第六実施形態においても、第五実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、図３に示すように、第一交流電圧源ＰＶ１は、連続的に第一周波数の駆動電圧を発生し、第二交流電圧源ＰＶ２は、連続的に第二周波数の駆動電圧を発生している場合を例示した。
【０１０１】
しかしながら、図４に示すように、第一交流電圧源ＰＶ１は、たとえば図示されない制御部から指示を受け、第一スイッチＳＷ１が短絡（閉）される期間とおなじ期間の間、第一周波数の駆動電圧を発生し、第一スイッチＳＷ１が開放（開）される期間とおなじ期間の間、第一周波数の駆動電圧を停止することもできる。
【０１０２】
同様に、第二交流電圧源ＰＶ２は、たとえば図示されない制御部から指示を受け、第二スイッチＳＷ２が短絡（閉）される期間とおなじ期間の間、第二周波数の駆動電圧を発生し、第二スイッチＳＷ２が開放（開）される期間とおなじ期間の間、第二周波数の駆動電圧を停止することもできる。
【０１０３】
（２）上記実施形態では、図６に示すように、第一スイッチＳＷ１が短絡（閉）される期間とおなじ期間の間のみ、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の出力が行われ、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の出力の和が加算器２１から時間ｔ１の間、信号線７へ間欠的に出力されている場合を例示した。
【０１０４】
しかしながら、図６に示すごとく第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の出力を加算器２１を介して信号線７へ出力する場合にも、第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２の出力は、図３に示すように、連続的に出力する態様も取り得る。
【０１０５】
（３）上記実施形態では、図８に示すごとく、電源部２が、第一交流電流源ＰＣ１と第二交流電流源ＰＣ２とを備え、第一交流電流源ＰＣ１は、図示しない制御部の指示を受け、図９に示すように、時間ｔ１の時間長さだけ、第一周波数の交流電流を出力し、第二交流電流源ＰＣ２は、図示しない制御部の指示を受け、時間ｔ２の時間長さだけ、第二周波数の交流電流を出力する場合を例示した。
【０１０６】
しかしながら、図１０に示すごとく第一交流電流源ＰＣ１および第二交流電流源ＰＣ２から、それぞれ第一周波数の交流電流と第二周波数の交流電流とを同時に出力する態様も取り得る。この場合、図１０に示す第一交流電流源ＰＣ１と第二交流電流源ＰＣ２とが並列に接続された電源回路は、第四実施形態において図５を参照しつつ説明した、加算器２１の出力側が第一スイッチＳＷ１を介して第二信号線７２と接続されており、加算器２１の入力側が第一交流電圧源ＰＶ１および第二交流電圧源ＰＶ２とそれぞれ別個に接続されている電源回路とは同様の効果を奏することができる。
【０１０７】
（４）上記実施形態では、図１または図２に示すごとく、電源部２は、第一交流電圧源ＰＶ１と、第二交流電圧源ＰＶ２と、第一スイッチＳＷ１と、第二スイッチＳＷ２とを有し第一交流電圧源ＰＶ１の一方の出力と第二交流電圧源ＰＶ２の一方の出力とは第一信号線７１（信号線７）を介してグランドＧに接続されており、第一交流電圧源ＰＶ１の他方の出力と第二信号線７２とは、開閉式の第一スイッチＳＷ１を介して接続されており、第二交流電圧源ＰＶ２の他方の出力と第二信号線７２とは、開閉式の第二スイッチＳＷ２を介して接続されている場合を例示した。
【０１０８】
しかしながら、電源部２の、第一交流電圧源ＰＶ１と、第二交流電圧源ＰＶ２と、第一スイッチＳＷ１と、第二スイッチＳＷ２とで構成される回路は、図１１で例示した、第一定電流回路ＰＳ１と、第二定電流回路ＰＳ２と、第三スイッチＳＷ３と、第四スイッチＳＷ４と、第五スイッチＳＷ５と、第六スイッチＳＷ６とで構成される回路や、図８に例示した、第一交流電流源ＰＣ１および第二交流電流源ＰＣ２とで構成される回路に置き換えることもでき、それぞれ同等の効果を奏することができる。
【０１０９】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、近距離から遠距離にわたる広い範囲での対象物の検知が行えるソナー用回路およびソナーに適用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１        ：トランスデューサ（振動部）
２        ：電源部
３        ：信号処理回路
７        ：信号線（信号出力線）
８        ：処理回路
１１      ：圧電素子
１２      ：ダイアフラム
３１      ：第一フィルタ
３２      ：第二フィルタ
３３      ：第一信号処理回路
３４      ：第二信号処理回路
７１      ：第一信号線
７２      ：第二信号線（信号出力線）
１００    ：ソナー用回路
２００    ：トランスデューサユニット
３００    ：ソナー
Ｗ        ：超音波
Ｗ１      ：超音波
Ｗ２      ：超音波
ｄ        ：距離
ｄ１      ：遠距離
ｄ２      ：近距離
【図１】
2019138688.tif 000003
【図２】
2019138688.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019138688.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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