(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体に設けた送受波器から超音波信号を水中に発射し、受信したエコー信号に基づいて水中の情報を表示器に表示する水中探知装置において、
前記表示器は、エコー信号から得られる水底深度情報が履歴表示される第１の画面と、エコー信号から得られる魚群探知情報が表示される第２の画面とを並べて表示し、
前記第１の画面には、水深値に基づく海底ラインが過去の一定期間にわたって連続的に履歴表示され、
前記第１の画面をスクロールすることによって、当該画面の全表示エリアの１／ｎ（ｎ≧２）のエリア単位で海底ラインの履歴表示が更新され、
前記第１または第２の画面において喫水値が設定できるようになっており、喫水値が設定されたときに、発振線は移動せずに水深スケールが上方にシフトするようにしたことを特徴とする水中探知装置。
【請求項２】
船体に設けた送受波器から超音波信号を水中に発射し、受信したエコー信号に基づいて水中の情報を表示器に表示する水中探知装置において、
前記表示器は、エコー信号から得られる水底深度情報が履歴表示される第１の画面と、エコー信号から得られる魚群探知情報が表示される第２の画面とを並べて表示し、
前記第１の画面は２分割され、一方の画面には水深値に基づく海底ラインが過去の一定期間にわたって連続的に履歴表示され、他方の画面には直近の海底ラインが表示され、
前記一方の画面をスクロールすることによって、当該画面の全表示エリアの１／ｎ（ｎ≧２）のエリア単位で海底ラインの履歴表示が更新され、
前記第１または第２の画面において喫水値が設定できるようになっており、喫水値が設定されたときに、発振線は移動せずに水深スケールが上方にシフトするようにしたことを特徴とする水中探知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を利用して海底深度の測定や魚群の探知等を行う水中探知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船体に設けた送受波器から超音波信号を水中に発射し、受信したエコー信号に基づいて海底深度を測定する測深装置が従来から用いられている。このような従来の測深装置においては、測定されたデータが記録紙に記録されて出力されるようになっている。
【０００３】
しかしながら、従来の測深装置では記録媒体としての紙が必要であり、これは消耗品であるからコストがかかるとともに、記録紙の交換や保存など取り扱いの面でも不便である。また、このような記録紙式の測深装置では、記録紙に記録を行うための機構が設けられるが、この機構はギヤやベルトなどの可動部分を含むために、信頼性の点で劣るという問題もある。
【０００４】
そこで、上記のような記録紙式のものに代えて、測定データを液晶ディスプレイなどの表示器に表示させる方式が考えられる。これによると、記録紙が不要となるとともにデータも電子的に保存でき、また可動機構を必要としないので信頼性が向上して、従来装置の欠点を克服することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、船舶に搭載される表示器は一般に小型であって、表示画面のスペースも限られているので、測深結果を画面に表示するにあたっては、できるだけ多くの情報を効率良く、しかも見易く表示することが要求される。本発明の課題は、このような要求に応えることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、表示器に、エコー信号から得られる水底深度情報が履歴表示される第１の画面と、エコー信号から得られる魚群探知情報が表示される第２の画面とを並べて表示し、第１の画面には、水深値に基づく海底ラインが過去の一定期間にわたって連続的に履歴表示され、第１の画面をスクロールすることによって、当該画面の全表示エリアの１／ｎ（ｎ≧２）のエリア単位で海底ラインの履歴表示が更新されるようにしたものである。
【０００７】
このようにすることで、１台の表示器に水底深度情報の画面と魚群探知情報の画面とが表示されるため、測深装置と魚群探知装置の両機能を持った装置が実現でき、表示器を双方に兼用することができる。また、同一画面内に水底深度情報と魚群探知情報を一緒に表示するのではなく（このような表示形態は従来の魚群探知機でも採用されている）、水底深度情報と魚群探知情報がそれぞれ独立した画面として表示されるため、より正確で詳細な情報を見易い形態で表示させることができる。
【０００８】
また、本発明では、第１の画面に、過去の一定期間にわたる海底ラインを履歴表示する場合、スクロールによって全表示エリアの１／ｎのエリア単位で表示内容が更新されるようにしたので、データの繋がりがわかりやすくなり、海底ラインの変化の履歴を容易に把握することができる。
【０００９】
また、本発明では、第１の画面が２分割され、一方の画面には水深値に基づく海底ラインが過去の一定期間にわたって連続的に履歴表示され、他方の画面には直近の海底ラインが表示され、一方の画面をスクロールすることによって、当該画面の全表示エリアの１／ｎ（ｎ≧２）のエリア単位で海底ラインの履歴表示が更新されるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明では、喫水補正に際して表示領域を大きく確保して見やすくするために、画面で喫水値を設定したときに、発振線は移動せずに水深スケールを上方にシフトさせるようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図を参照しながら説明する。図１は本発明に係る水中探知装置の一例を示すブロック図である。図において、１は船体に装備されて超音波を送受信する送受波器で、高周波用の送受波器１ａと低周波用の送受波器１ｂとからなる。２は送受波器１の動作を送波側と受波側、また高周波側と低周波側とに切り換える切換部、３は切換部２を介して送受波器１に送信信号を与える送信回路、４は送受波器１が受波した海底からのエコー信号を切換部２を介して受信する受信回路、５は受信回路４が受信したアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。切換部２、送信回路３、受信回路４、Ａ／Ｄ変換器５によって、送受信ブロック１５が構成される。
【００１２】
６はＡ／Ｄ変換器５からの出力に基づいて魚群情報を演算するＣＰＵ、７はＣＰＵ６のプログラムが格納されたＲＯＭおよび各種データが記憶されるＲＡＭを含んで構成されるメモリ、８は魚群情報を表示器９に表示させるための表示制御部であって、これらのＣＰＵ６、メモリ７、表示制御部８によって魚探制御ブロック１６が構成される。
【００１３】
１０はＡ／Ｄ変換器５からの出力に基づいて水底深度情報を演算するＣＰＵ、１１はＣＰＵ１０のプログラムが格納されたＲＯＭおよび各種データが記憶されるＲＡＭを含んで構成されるメモリ、１２は水底深度情報を表示器９に表示させるための表示制御部であって、これらのＣＰＵ１０、メモリ１１、表示制御部１２によって測深制御ブロック１７が構成される。
【００１４】
表示器９は液晶ディスプレイからなり、ＣＰＵ６で求められた魚群情報およびＣＰＵ１０で求められた水底深度情報を表示する。これの詳細については後述する。１３は各種の設定等を行なうためのキーを備えた操作部、１４はＣＰＵ１０で求められた水底深度情報のデータを取り出して記憶するための外部記憶装置である。
【００１５】
次に、上記構成からなる水中探知装置の概略動作を説明する。ＣＰＵ６から送信回路３に送信指令が与えられると、送信回路３より送信信号が出力され、送波側に切り換えられた切換部２を介して、送受波器１から海中に向けて超音波信号が発射される。ここで、送受波器１ａからは後述のようにたとえば２００ＫＨｚの高周波の超音波が送波され、送受波器１ｂからはたとえば５０ＫＨｚの低周波の超音波が送波される。これらの周波数の切り換えは切換部２により行われる。
【００１６】
送受波器１から発射された超音波は、魚群の存在する場所や海底で反射して、そのエコー信号が送受波器１で受波される。このエコー信号は、受波側に切り換えられた切換部２を介して受信回路４で受信され、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換されてＣＰＵ６に与えられる。ＣＰＵ６では、上記エコー信号に基づいて魚群を識別し、魚群探知情報を演算してその結果をメモリ７に格納する。表示制御部８は、メモリ７から読み出されたデータを表示器９に出力し、表示器９には魚群情報が表示される。
【００１７】
一方、Ａ／Ｄ変換器５の出力はＣＰＵ１０へも与えられ、ＣＰＵ１０では、エコー信号に基づいて海底までの水深を演算し、その結果をメモリ１１に格納する。表示制御部１２は、メモリ１１から読み出された水深データを表示器９に出力し、表示器９には水底深度情報が表示される。
【００１８】
また、外部記憶装置１４は、ＣＰＵ１０が求めた水深データを取り込んでこれを記憶する。この外部記憶装置１４は、たとえばカードリーダライタから構成され、図示しないメモリカードが挿入されて、このメモリカードに過去２４時間分の水深データが記録される。あるいは、外部記憶装置１４はパソコンで構成してもよく、この場合もダウンロードされた過去２４時間分の水深データがパソコンの記憶装置に記録される。
【００１９】
以上のように、図１の水中探知装置は魚群探知装置と測深装置の両機能を有している。そして、魚群探知に使用する２００ＫＨｚおよび５０ＫＨｚの２周波の超音波探知信号を水深の測定にも用いているため、送受波器１や送受信ブロック１５を共用することができ、回路が簡略化されている。
【００２０】
なお、表示器９に魚群を表示する場合は、情報量を多くして魚群を詳細に表示することが求められるため、送受波器１から発射する探知パルス信号の回数は多くなる。たとえば、水深スケールを２０ｍレンジで表示させる場合のパルス数は１０００パルス／分以上であり、２００ｍレンジの場合では１００パルス／分以上となる。
【００２１】
これに対して、水底深度を表示する場合は、水底の起伏は短時間でそれほど大きな変化はしないので、探知パルス信号の発射回数は少なくてよい。たとえば、２０ｍレンジで表示させる場合のパルス数は３６パルス／分以上であり、２００ｍレンジの場合では１２パルス／分以上となる。実際には、魚群探知のために発射される探知パルス信号のうちの一部の信号およびそのエコー信号に基づいて水底深度情報を表示する。したがって、魚群表示のためのエコー信号をピークホールドしたり、あるいは平均化処理を行うことにより、水底深度情報を表示することができる。なお、魚群情報を表示する場合は、レンジの切り換えによって水底が表示されなくなることもあるが、水底深度情報を表示する場合は必ず水底を表示しなければならないことになっている。
【００２２】
図２は、水中探知装置の表示ユニット２０の一例を示している。表示ユニット２０には、表示器９と並んで、操作部１３が設けられている。表示器９はＴＦＴ（Thin Film Transistor）カラー液晶ディスプレイからなり、表示エリアがたとえば１３３×９７ｍｍの小型のディスプレイとなっている。
【００２３】
図３は、表示器９の表示画面４１の一例を示している。図３において、表示画面４１には独立した２つの画面４１ａ，４１ｂが並べて表示される。画面４１ａは、図１の測深制御ブロック１７で求められた水底深度情報が表示される画面であり、画面４１ｂは図１の魚探制御ブロック１６で求められた魚群探知情報が表示される画面である。
【００２４】
画面４１ａにおいて、４２は５０メートル間隔で設けられた水深スケール、４３は測定した水深値に基づいて表示される海底ラインであって、海底ライン４３は一定期間のデータに基づいて履歴として連続的に表示される。すなわち、画面４１ａの右端４６の位置における海底ライン４３が現在測定した最新の海底ラインであり、この位置から左方向へ行くに従って、少なくとも過去１５分間の海底ラインが表示されている。４４は現在の水深値表示であって、上記４６における海底ライン４３の水深値８１．３ｍが表示されている。また、４５は警報を発する基準となる警報水深ラインである。警報水深ライン４５は任意に設定することが可能であり、ここでは１５ｍに設定されていて、水深がこれ以下になると警報が発せられるようになっている。４７は設定した警報水深値を表示する表示部である。
【００２５】
また、画面４１ｂにおいて、４８は２５メートル間隔で設けられた水深スケール、４９は海底ライン、５０はエコー信号に基づいて表示される魚群の映像であって、従来の魚群探知機の表示画面と同様の表示内容となっている。なお、５１は船体に取り付けられた送受波器１の位置を示す発振線である。
【００２６】
このように、水底深度情報を表示する画面４１ａと、魚群探知情報を表示する画面４１ｂとを表示器９に並べて表示することにより、限られた表示画面４１に多くの情報を表示することができ、効率の良い表示が行える。図３では表示画面４１に画面４１ａと画面４１ｂとを１／２ずつ表示しているが、たとえば表示画面４１の１／５に水底深度情報の画面４１ａを表示し、残りの４／５に魚群探知情報の画面４１ｂを表示するようにしてもよく、その比率は任意に選定することができる。
【００２７】
なお、水底深度情報の表示画面４１ａは、常に右端４６の位置に最新の画像が表示されるため、一定時間ごとに画像を送って更新する必要がある。この画像送りの時間間隔は、通常モードではたとえば１５分に設定される。また、モードを早送りモードにすることにより、レンジに応じた速度で高速に送ることもできる。たとえば１０ｍレンジで１０秒、２０ｍで１５秒、６０ｍで１分、１００ｍで１．５分、２００ｍで２分、といった間隔で送ることができる。ただし、この場合でも水深値表示４４には１秒毎の測定値が表示される。以下の実施形態における水底深度情報の表示画面についても同様である。
【００２８】
一方、図２の操作部１３において、２１は喫水値の設定を行うためのドラフトキー、２２は前述した警報水深ライン４５を設定するためのアラームキー、２３は操作部１３のパネル照明を調整するための照明調整キー、２４は表示器９の画面輝度を調整するための輝度調整キー、２５はレンジや感度等の自動／手動を切り換えるオートキー、２６は表示器９の色調を調整するためのカラーキー、２７は表示器９に表示される水深履歴の表示を逆方向（左方向）にスクロールしたり設定値を減算したりするためのマイナスキー、２８は表示器９に表示される水深履歴の表示を正方向（右方向）にスクロールしたり設定値を加算したりするためのプラスキーである。
【００２９】
２９は表示器９の表示範囲を切り換えるためのレンジスイッチ、３０は感度を調整するためのゲインスイッチ、３１はモードを切り換えるためのモードスイッチ、３２は表示ユニット２０の電源スイッチである。モードスイッチ３１のモードには、基本画面を表示するＮＡＶモード、喫水補正による画面を表示するＤＢＳ（Depth Below Surface）モード、過去の水深履歴をグラフ形式で表示するＨＩＳＴＯＲＹモード、過去の水深履歴を時刻と水深値とを対応させた表形式で表示するＬＯＧＢＯＯＫモード、船舶の位置や船速、水深などを表示するＯＳＤＡＴＡモード、操作や機能の説明を表示するＨＥＬＰモード、各種機能のメニューを選択するＭＥＮＵモードなどがある。
【００３０】
ところで、図２においてモードスイッチ３１をＨＩＳＴＯＲＹモードに設定すると、図４（ａ）のように、表示画面４１aが２分割され、過去２４時間にわたる水底深度情報が履歴表示される画面６１と、現在の測定深度（この例では４７．５ｍ）を含む直近の５分間の水底深度情報が履歴表示される画面６２とが表示される。４３ａ，４３ｂは海底ラインであって、画面６１の海底ライン４３ａは輪郭線だけが表示される。一方、画面６２の海底ライン４３ｂは、地質の部分がたとえば赤く塗りつぶされた形で表示される。なお、４２は水深スケール、４４は現在の水深値である。
【００３１】
画面６１は左右方向にスクロールできるようになっており、これによって過去２４時間の海底ライン４３ａの変化を追跡することができる。すなわち、図２のプラスキー２８を押すと、画面６１は前方（矢印Ａ方向）へスクロールされ、マイナスキー２７を押すと、画面６１は後方へスクロールされるようになっている。
【００３２】
この場合、スクロール操作によって画面６１を更新するにあたり、１データづつ更新したのでは更新に非常に時間がかかる。一方、画面６１の１ページ分を更新すると、更新の時間は短縮できるが、更新前のデータが画面６１から消えるため、データの繋がりがわかりにくく、海底ライン４３ａの変化の履歴を正確に把握できないという問題がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、スクロールによって全表示エリアの１／２のエリア単位で表示内容を更新するようにしている。すなわち、図４（ａ）において、画面６１の全表示エリアの幅をｗとした場合、プラスキー２８を１回押すことによって、画面６１は矢印Ａ方向へスクロールされ、画面６１の右半分にあるｗ／２の幅の表示エリア６３は、図４（ｂ）に示したように、画面６１の左半分に移動する。そして、画面６１の右半分には新たな海底ライン６４が表示される。マイナスキー２７によって矢印Ａと反対方向にスクロールする場合も同様であり、キー２７を１回押すと、画面６１の左半分が右半分に移動して更新が行なわれる。なお、６６は時刻表示であって、矢印Ａ方向側へ行くほど最新の時刻となっている。
【００３４】
このように、画面６１を１／２づつ更新することによって、更新後の画面には更新前の画面の半分が表示されるため、データの繋がりがわかりやすくなり、海底ライン４３ａの変化の履歴を容易に把握することができる。また、１データづつ更新する場合に比べて更新速度を上げることができる。なお、本例では全表示エリアの１／２単位で更新したが、これに限らず一般に１／ｎ単位（ｎ≧２）で更新が可能であり、１／３や１／４など任意の単位で更新することができる。
【００３５】
上述したスクロール方式は、水深表示画面を２分割しない場合においても採用することができる。図５はこの場合の実施形態を示しており、図３と同一部分には同一符号を付してある。水底深度情報が表示される画面４１ａは、図４の画面６１と同様に、プラスキー２８あるいはマイナスキー２７を１回押すたびに、全表示エリアの１／ｎのエリア単位で更新されるようになっている。
【００３６】
図６の実施形態では、図５における２画面４１ａ，４１ｂのうち、水底深度情報の表示画面４１ａを、図４と同様に２分割し、画面４１に３つの画面４１１，４１２，４１ｂが表示されるようになっている。画面４１１には過去２４時間の水底深度情報が表示され、画面４１２には現在の測定深度（この例では８１．３ｍ）を含む直近の５分間の水底深度情報が履歴表示される。そして、画面４１１は、前記と同様にスクロールによって全表示エリアの１／ｎのエリア単位で表示内容が更新されるようになっている。
【００３７】
以上のようにして、表示画面４１が２つの画面や３つの画面になって表示領域が狭くなった場合でも、表示エリアの１／ｎ単位で表示内容が更新されるようにしたことで、データの繋がりを維持することができるため、画面が見やすいものとなる。
【００３８】
次に、超音波信号の周波数の切り換えについて説明する。従来の測深装置では、高周波用または低周波用のいずれかの送受波器を用いて測深を行なっている。ところが、高周波は波長が短く減衰量が大きいために、水中の深い所までは届きにくく、深場の測深ができない。一方、低周波は波長が長く減衰量が小さいために、水中の深い所まで届くが、逆に浅場を精度良く測定することができない。また、低周波を用いると、船舶が通過した後に発生する水面の泡によって超音波伝播が阻害される、いわゆる泡切れ現象が発生しやすく、正確な測深ができなくなる場合がある。
【００３９】
このような不具合を解消するため、本実施形態では前述のように、図１の送受波器１を高周波用の送受波器１ａと低周波用の送受波器１ｂとで構成する。そして、水深がたとえば３０ｍ未満の浅場では送受波器１ａから高周波（２００ＫＨｚ）の超音波信号が発射され、水深が３０ｍ以上の深場では送受波器１ｂから低周波（５０ＫＨｚ）の超音波信号が発射されるように、深度に応じて超音波の周波数を自動的に切り換える。この切り換えは、切換部２によって行なわれる。なお、測深可能な範囲はたとえば２ｍ〜２００ｍである。
【００４０】
このように２周波を用いて、浅場を高周波で測深し、深場を低周波で測深することによって、浅場に対しては泡切れの影響を受けずに精度良く測深ができ、また、深場に対しては低周波でより深くまで測深することができる。したがって、いずれの場合にも、表示画面４１には測定結果が明瞭に表示される。
【００４１】
図７は、上記のようにして周波数を切り換えた場合の表示器９の水底深度情報表示画面４１ａを示しており、（ａ）は高周波（２００ＫＨｚ）で測深した場合の画面、（ｂ）は低周波（５０ＫＨｚ）で測深した場合の画面である。なお、６５は周波数表示である。図７（ａ）は浅場の画面であって、水深スケール４２のレンジは１０ｍ単位となっている。また、図７（ｂ）は深場の画面であって、水深スケール４２のレンジは５０ｍ単位となっている。周波数が高周波から低周波に切り換わった場合は、画面４１ａも（ａ）から（ｂ）に切り換わるが、オートキー２５（図２）の操作によってＡＵＴＯモードに設定した場合は、画面４１ａに必ず海底ライン４３が表示されるように、水深スケール４２のレンジが自動的に切り換わる。一方、マニュアルモードに設定した場合は、レンジスイッチ２９によって水深スケール４２のレンジを切り換える。
【００４２】
図８は、上述した周波数切換によって浅場と深場を測深する場合のフローチャートである。まず、送受波器１から超音波を送波して、水底深度を測定する（ステップＳ１）。このときの超音波の周波数は高周波が用いられる。なお、送受波器１から送波する超音波として高周波を用いるか低周波を用いるかは、ＭＥＮＵモードの画面（図示省略）で選択することができる。
【００４３】
次に、測定された深度が３０ｍ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。この３０ｍの値は、設定により任意の値に変更することができる。３０ｍ以上でなければ（ステップＳ２ＮＯ）浅場であるから、送受波器１ａから高周波（２００ＫＨｚ）の超音波を送波して測深を行ない（ステップＳ３）、その結果を前述した図７（ａ）のように表示器９に表示する（ステップＳ５）。また、深度が３０ｍ以上であれば（ステップＳ２ＹＥＳ）深場であるから、送受波器１ｂから低周波（５０ＫＨｚ）の超音波を送波して測深を行ない（ステップＳ４）、その結果を図７（ｂ）のように表示器９に表示する（ステップＳ５）。そして、測定が終了か否かを判定して（ステップＳ６）、測定が終了でなければ（ステップＳ６ＮＯ）、ステップＳ１に戻って上述した動作を反復し、測定が終了であれば（ステップＳ６ＹＥＳ）、動作を終了する。
【００４４】
図９は、周波数切換によって浅場と深場を測深する場合の他の実施形態を示すフローチャートである。本実施形態は、高周波優先で測深を行ない、高周波による測定が不可能になった時点で、自動的に低周波に切り換えるものである。まず、送受波器１ａから高周波（２００ＫＨｚ）を送波して、水底深度を測定する（ステップＳ１１）。そして、エコー信号が受信回路４で受信されたか否かを判定し（ステップＳ１２）、エコー信号が受信されれば（ステップＳ１２ＹＥＳ）、それに基づく測定データを図７（ａ）のように表示器９に表示する（ステップＳ１４）。そして、測定が終了か否かを判定して（ステップＳ１５）、測定が終了でなければ（ステップＳ１５ＮＯ）、ステップＳ１２に戻って高周波による測深を継続する。
【００４５】
高周波によるエコー信号が受信されなくなれば（ステップＳ１２ＮＯ）、送受波器１ｂから低周波（５０ＫＨｚ）を送波して水底深度を測定し（ステップＳ１３）、それに基づく測定データを図７（ｂ）のように表示器９に表示する（ステップＳ１４）。そして、測定が終了か否かを判定して（ステップＳ１５）、測定が終了でなければ（ステップＳ１５ＮＯ）、ステップ１２に戻って低周波による測深を継続し、測定が終了であれば（ステップＳ１５ＹＥＳ）、動作を終了する。
【００４６】
図１０は、表示画面４１ａに水底深度情報に加えて、水底の傾きの傾向を表すマーク７０を表示するようにした実施形態を示す。マーク７０を表示するかしないかは、ＭＥＮＵモードの画面で選択することができる。マーク７０は半円７１と、その内部に表示される矢印７２とからなり、矢印７２の水平からの傾き度合いが、過去の一定時間内における水底の平均的な傾きの傾向を表している。図１０（ａ）の場合は水底の傾斜が平均的に緩やかなので、矢印７２の傾斜は小さいが、図１０（ｂ）の場合は水底の傾斜が平均的に急なので、矢印７２の傾斜は大きくなっている。
【００４７】
図１１は、マーク７０の表示パターンを示す図であり、（ａ）は水底の平均傾斜角θが−９０°≦θ＜−６０°の場合、（ｂ）は−６０°≦θ＜−３０°の場合、（ｃ）は−３０°≦θ＜−１°の場合、（ｄ）は−１°≦θ≦１°の場合、（ｅ）は−１°＜θ≦３０°の場合、（ｆ）は３０°＜θ≦６０°の場合、（ｇ）は６０°＜θ≦９０°の場合の表示をそれぞれ表している。
【００４８】
水底の平均傾斜角θは、過去の水深データに基づいて現在までの水底深度の変化を計算することにより求められる。図１２はこの原理を示している。図１２において、ｔ１，ｔ２，…ｔｎは過去Ｔ分間（たとえば１分間）に送受波器1から発射された超音波探知パルスのタイミングであり、この超音波探知パルスにより測深された各時点での水深をそれぞれＤ１，Ｄ２，…Ｄｎとする。ここで船の分速をｖとすると、Ｔ分間に船が移動した距離ＬはＬ＝ｖ×Ｔとなる。一方、Ｔ分間に測定した水深の平均値Ｄは、Ｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２…＋Ｄｎ）／ｎとなり、またＴ分前の時点で同様にして測定した水深の平均値Ｄ’は、Ｄ’＝（Ｄ１’＋Ｄ２’…＋Ｄｎ’）／ｎとなるから、現在の平均水深ＤとＴ分前の平均水深Ｄ’との差分はΔＤ＝Ｄ−Ｄ’となる。従って、Ｔ分間の水底の平均傾斜角θは次式から求めることができる。
θ＝ｔａｎ−１ΔＤ／Ｌ＝ｔａｎ−１ΔＤ／（ｖ×Ｔ）
この平均傾斜角θの値によって、図１１のマーク７０のパターンが決まる。なお、Ｔの値は船速や舵効き（舵を切ってから実際に船が旋回するまでの時間）などのパラメータにより決定することができる。
【００４９】
なお、上例では現在の平均水深ＤとＴ分前の平均水深Ｄ’との差分を求めたが、Ｔ分前の平均水深Ｄ’に代えて、Ｔ分前のその時点での水深値Ｄｎを用いてもよい。また、上例ではマーク７０の表示有無をＭＥＮＵモードの画面で選択するようにしたが、これに代えて測定した水深が一定値以下になれば自動的にマーク７０が表示されるようにしてもよい。また、マーク７０としては、記号や図形等からなる種々の形態のものを使用することができ、上例のものに限定されない。
【００５０】
このように、表示画面４１ａに水底深度情報に加えて水底の傾きの傾向を表すマーク７０を表示することによって、水底の変化を画面上で容易に予測することができる。すなわち、海底ライン４３の表示だけでは、起伏の多い水底の場合に、水底が平均して浅くなっているのか、それとも深くなっているのかの判断が難しく、また水底の傾きが緩やかな所でも判断が難しいが、本実施形態によれば、過去の測深データに基づいて水深の平均変化がマーク７０でグラフィックに表示されるため、水底の変化を容易に予測することができる。また、僅かな水底の傾きもマーク７０によって把握することができる。このため、座礁などの事故を未然に防止することが可能となる。
【００５１】
次に、喫水補正を行なう場合の画面表示について述べる。喫水補正は、送受波器１の取付位置が実際の水面より下方にあることから必要となる補正である。図１５は喫水補正の原理を示す図である。送受波器１は船体８０の下面に取り付けられており、船体８０は水面８２よりもＺ２だけ水中に沈んでいる。従って、送受波器１から発射された超音波８３によって測定された水深は、船底から水底までの水深値Ｚ１であって、実際の水深値Ｚではない。このため、前述したＤＢＳモードで実際の水深値Ｚを表示させる場合には、測定した水深値Ｚ１に喫水値Ｚ２を加算する必要がある。この補正が喫水補正である。
【００５２】
ところで、従来の装置でこのような喫水補正を行なうと、表示画面において発振線が下方にシフトし、データの表示領域が狭くなるという不具合が生じる。これを図１３について説明すると、図１３（ａ）は喫水値が０の場合の画面であって、発振線５１は水深スケール４２の０位置にある。この場合は、画面４１ａの全域に水底深度情報が表示されている。一方、図１３（ｂ）は喫水値を５ｍに設定した場合の画面であって、発振線５１は水深スケール４２の５ｍの位置までＸだけシフトする。これに伴って、水底深度情報の表示領域Ｙは狭くなる。そして、喫水値が大きくなればなるほど、発振線５１は下方へシフトしてゆき、表示領域Ｙは一層狭くなる。
【００５３】
ところで、国際規格であるＩＭＯ（International Maritime Organization）規格においては、２０ｍレンジの場合に水深１ｍあたり５ｍｍ以上で画面を表示することが義務付けられており、換言すれば表示領域Ｙの縦寸法として５ｍｍ×２０＝１００ｍｍを確保することが要求される。しかるに、画面４１ａは前述のように小型の画面であって、大きさが限られているので、上記のように発振線５１が下方にシフトして表示領域Ｙが狭くなると、このＩＭＯ規格を満たすことができなくなる。また、特に浅いレンジの場合は発振線５１のシフト量が大きいので、表示領域Ｙが大幅に減少し、海底ライン４３の一部が画面から切れるなどして見にくくなる。一方、発振線５１の上方には何も表示されないため、結果的にこの部分は無駄な領域となっている。
【００５４】
そこで本実施形態では、喫水値が設定されたときに、発振線は移動せずに水深スケールが上方にシフトするようにすることで、上記不具合を解消している。図１４はこの場合の画面を示しており、図１４（ａ）は喫水値が０の場合の画面であって、発振線５１は水深スケール４２の０位置にある。この画面は、図１３（ａ）の画面と同じであって、画面４１ａの全域に水底深度情報が表示されている。一方、図１４（ｂ）は喫水値を５ｍに設定した場合の画面であって、発振線５１の位置は図１４（ａ）に比べて変化せず、その代わりに、水深スケール４２が５ｍ分だけ上方へシフトしている。したがって、表示領域Ｙは狭くならず、図１４（ａ）の場合と同じ表示領域が確保される。
【００５５】
なお、喫水補正を行なうには、図２におけるモードスイッチ３１をＤＢＳモードとし、ドラフトキー２１を操作する。ドラフトキー２１を押すと、図示しない喫水値設定画面が表示される。この画面では喫水値が初期設定されており、プラスキー２８またはマイナスキー２７を押して設定値を更新し、画面上で喫水値の設定を行なう。喫水値設定は魚群表示画面４１ｂにおいても行なうことができる。
【００５６】
このようにして、水深スケールを上方にシフトさせることによって、表示領域Ｙのサイズは不変となり、ＩＭＯ規格を満たすことが可能となる。また、画面に無駄な領域が発生せず、浅いレンジの場合でも表示領域Ｙは変化しないので、見にくくなることもない。したがって、小型の表示画面４１ａに効率良く情報を表示することができる。
【００５７】
図１６は、本発明に係る水中探知装置の他の実施形態を示すブロック図であって、図１の実施形態の変形例である。図１６において、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。図１６では、図１における魚探制御ブロック１６と測深制御ブロック１７とを統合して魚探・測深制御ブロック８４としている。すなわち、測深制御ブロック１７におけるＣＰＵ１０の機能をＣＰＵ６に兼用させ、メモリ１１の機能をメモリ７に兼用させ、表示制御部１２の機能を表示制御部８に兼用させたものである。このようにすることで、回路を簡略化することができる。
【００５８】
図１６の動作は基本的に図１と同様である。すなわち、ＣＰＵ６からの送信指令に基づいて送信回路３より送信信号が出力され、送受波器１から超音波が送波される。魚群や海底で反射して帰ってきたエコー信号は送受波器１で受波され、受信回路４およびＡ／Ｄ変換部５を介してＣＰＵ６に与えられる。ＣＰＵ６は、エコー信号に基づいて魚群探知情報を演算するとともに、エコー信号をピークホールドしたり平均化処理を行って海底までの水深を演算し、それぞれの演算結果をメモリ７に格納する。表示制御部８は、メモリ７から読み出されたデータを表示器９に出力し、表示器９には魚群探知情報および水底深度情報が、図３で示したように並べて表示される。
【００５９】
なお、図１および図１６の外部記憶装置１４には、前述のように過去２４時間分の水深データが記憶されるため、必要なときに記憶データを読み出して、これを画面４１ａに表示させることができる。この読み出しにあたっては、任意の時間帯を指定してその間のデータのみを取り出すことができる。この操作は、図２のモードスイッチ３１をＬＯＧＢＯＯＫモードにし、このとき表示される時刻と水深値とを対応させたテーブルにおいて時間帯を指定することにより行う。
【００６０】
以上の実施形態においては、魚群探知装置と測深装置の両機能を備えた水中探知装置を例に挙げたが、図４、図７ないし図１２および図１４に示した実施形態は、測深装置単体に対しても適用することが可能である。この場合の回路構成としては、図１６と同じものを用いることができ、魚探・測深制御ブロック８４のＣＰＵ６、メモリ７および表示制御部８を、いずれも測深用のみに対応させたものに置き換えることによって実現できる。また、表示ユニット２０も図２と同じもので構成することができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、表示器９を液晶ディスプレイで構成した例を示したが、これに代えてＣＲＴやＥＬディスプレイ等で構成することも可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、限られた表示画面のスペースに、多くの水中探知情報を効率良く、しかも見易く表示することができるため、小型の表示器であっても必要な情報を正確かつ迅速に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中探知装置の一例を示すブロック図である。
【図２】水中探知装置の表示ユニットの一例を示す正面図である。
【図３】表示画面の一例である。
【図４】スクロールにより更新される表示画面の一例である。
【図５】スクロールにより更新される表示画面の他の例である。
【図６】スクロールにより更新される表示画面の他の例である。
【図７】周波数を切り換えた場合の水底深度表示画面の一例である。
【図８】周波数切換によって浅場と深場を測深する場合のフローチャートである。
【図９】他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】水底の傾きの傾向を表す記号を表示した画面の一例である。
【図１１】記号の表示パターンを示す図である。
【図１２】水底深度の変化を求める原理を示す図である。
【図１３】喫水補正による不具合点を説明する表示画面の一例である。
【図１４】本発明に係る喫水補正の表示画面の一例である。
【図１５】喫水補正の原理を示す図である。
【図１６】水中探知装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  送受波器
９  表示器
２０  表示ユニット
４１  表示画面
４１ａ  水底深度情報の表示画面
４１ｂ  魚群探知情報の表示画面
４２，４８  水深スケール
４３，４９  海底ライン
４４  水深値表示
５０  魚群
５１  発振線
６３  表示エリア
７０  マーク
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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