(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の各構成を有することを特徴とする計量魚群探知機。
（イ）複数の素子を一つの面に円形状に敷きつめて配列し、これら複数の素子を、互いに外接し、かつ前記複数の素子配列の外郭線を表す円に対し共に内接する３つの等しい面積の円形状の領域と、これら３つの円形状の領域以外の領域とから成る４つのグループに分けて前記３つの円形状の領域それぞれを前ビームグループ、左後ビームグループ及び右後グループ、前記３つの円形状の領域以外の領域を３ビーム外グループとし、前記複数の素子による受信信号を、前記４つのグループ単位で出力する送受波器
（ロ）前記送受波器の４つのグループからの受信信号全てを加算する加算器
（ハ）前記加算器の出力信号に基づき、目標のエコーレベル及び距離を検出するレベル・距離検出部
（ニ）前記送受波器の前ビームグループからの受信信号と左後ビームグループからの受信信号との間の時間差を検出する第１の時間差検出部
（ホ）前記送受波器の前ビームグループからの受信信号と右後ビームグループからの受信信号との間の時間差を検出する第２の時間差検出部
（ヘ）前記レベル・距離検出部、第１の時間差検出部及び第２の時間差検出部の出力信号に基づいて単体魚の深度，前後，左右の位置情報及び単体エコーレベル情報を含む目標に関する情報を得るスプリットビーム処理部
（ト）前記スプリットビーム処理部で得られた目標に関する情報を予め定められた画像として表示する表示制御部及び表示部
【請求項２】
前記スプリットビーム処理部が、その処理の中に、前記第１の時間差検出部の出力信号及び第２の時間差検出部の出力信号に基づき、前記送受波器の前ビームグループの中心点及び前記送受波器の全素子配列の中心点を通る前後方向の軸に対する時間差と、この前後方向の軸に直交しかつ前記送受波器の全素子配列の中心点を通る左右方向の軸に対する時間差とを求める処理を含む請求項１記載の計量魚群探知機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は計量魚群探知機に関し、特にスプリットビーム方式を用いて魚群に対する各種情報を得る構成の計量魚群探知機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水産資源の調査などでは、今や、魚群に対する個体数の計量や、魚種の判別などができる魚群探知機、すなわち、計量魚群探知機が必要不可欠となりつつある。このような計量魚群探知機の従来の代表的な一例を図３及び図４（ａ），（ｂ）に示す。
【０００３】
この計量魚群探知機は、複数の素子１１０を一つの面に円形状に敷きつめて配列し、これら複数の素子１１０を１４のグループにグループ分けし（詳細は後述）、送信信号による超音波ビームの送波及び反射波の受波を行い、受波した信号をグループ単位で出力する送受波器１００ａと、送受波器１００ａへの送信信号の伝達、及び送受波器１００ａからの受信信号の伝達を行うケーブル２００ａと、送信信号を発生する送信器４００と、送信時には送信器４００からの送信信号をケーブル２００ａを介して送受波器１００ａに供給し、受信時にはケーブル２００ａを介して伝達された送受波器１００ａの各グループの受信信号を出力する送受切換部３００ａと、この送受切換部３００ａからの送受波器１００ａの各グループのうちの、予め定められた範囲に含まれるグループの受信信号を加算して、狭ビーム信号ＮＡを得る加算器５１０ａ（全グループ加算）、前ビーム信号ＦＲａを得る加算器５１０ｂ（グループＮＯ．１，２，３，５，６，９，１０加算）、後ビーム信号ＲＥを得る加算器５１０ｃ（グループＮＯ．１，３，４，５，７，８，１２加算）、左ビーム信号ＬＦを得る加算器５１０ｄ（グループＮＯ．１，２，３，４，６，７，１１）、及び右ビーム信号ＲＩを得る加算器５１０ｅ（グループＮＯ．１，２，４，５，８，９，１３）と、狭ビーム信号ＮＡから目標のエコーレベル及び距離を検出するレベル・距離検出部５２０と、前ビーム信号ＦＲａ及び後ビーム信号ＲＥ間の時間差を検出する時間差検出部５３０ｙと、左ビーム信号ＬＦ及び右ビーム信号ＲＩ間の時間差を検出する時間差検出部５３０ｘと、レベル・距離検出部５２０、及び時間差検出部５３０ｘ，５３０ｙの出力信号に単体魚の深度，前後，左右の位置情報及び単体エコーレベル等を含む目標に関する各種情報を得るスプリットビーム処理部５４０ａと、このスプリットビーム処理部５４０ａからの目標に関する各種情報を所定の画像として表示する表示制御部５５０及び表示部５６０とを有する構成となっている。
【０００４】
この計量魚群探知機では、送受波器１００ａの複数の素子１１０をグループ分けする際に、スプリットビーム方式に必要な前ビーム，後ビーム，左ビーム及び右ビームによる送波レベル、受波感度を極力高くして受信信号のＳＮ比を高めるように、これら４ビームを形成するための送受波器１００ａの素子の範囲（円形状の）が互いに重なり合うようにしてその面積を広くし、これら４ビームを形成する素子範囲（前ビームブロック１０５，後ビームブロック１０６，左ビームブロック１０７，右ビームブロック１０８）の境界線によって囲まれた領域それぞれをＮＯ．１〜１３のグループとしており、これら４ビームの素子範囲の境界線の外側領域をＮＯ．１４のグループ（４ビーム外グループ）としている。
【０００５】
このようにグループ分けされた送受波器１００ａの複数の素子１１０からの受信信号を、グループ単位でケーブル２００ａ及び送受切換部３００ａを経由して伝達し、これらグループ単位の受信信号の中から必要なものだけ取り出して加算し、各ビームの信号を得るようになっている。
なお、時間差は、これら４ビーム（狭ビーム以外の）によって、上下方向及び左右方向の直交する２軸に分解されて検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の計量魚群探知機では、前ビーム，後ビーム，左ビーム及び右ビームによる受信信号のＳＮ比を極力高くするために、これら４ビームを形成する送受波器の素子範囲が互いに重なり合うようにしてその面積を広くし、これら４ビームを形成する素子範囲の境界線で囲まれた領域それぞれをＮＯ．１〜１３、４ビームの素子範囲外側の領域をＮＯ．１４のグループに分割して、これらのグループを単位として、ケーブル２００ａにより送信信号及び受信信号の伝達、送受切換部３００ａによる送受切換えを行い、これら１４グループの受信信号のうちから必要なものを取り出して加算し、前ビーム信号ＦＲａ，後ビーム信号ＲＥ，左ビーム信号ＬＦ，右ビーム信号ＲＩ及び狭ビーム信号ＮＡを得た後、直交２軸方向の時間差の検出、エコーレベル及び距離の検出を行ってスプリットビーム処理を行う構成となっているので、送受波器１００ａのグループ数が多くなってその構造が複雑になり、送受波器１００ａの製造コストが高くなる、ケーブル２００ａの芯線数が多くなってその直径が太くなり、かつ高価となる、送受切換部３００ａの回路数及び接点数が多くなってその外形寸法が大きくなり、かつ高価になる、加算器５１０ａ〜５１０ｅによる加算処理対象数が多くなってその規模が大きく高価になる、など複雑かつ大型化して高価になるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、送受波器の素子のグループ数を少なくすることにより、送受波器の構造の単純化及び製造コストの低減、各部の小型軽量化及び低コスト化をはかることができる計量魚群探知機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の計量魚群探知機は、上記の目的を達成するために次の各構成を有することを特徴とする。
（イ）複数の素子を一つの面に円形状に敷きつめて配列し、これら複数の素子を、互いに外接し、かつ前記複数の素子配列の外郭線を表す円に対し共に内接する３つの等しい面積の円形状の領域と、これら３つの円形状の領域以外の領域とから成る４つのグループに分けて前記３つの円形状の領域それぞれを前ビームグループ、左後ビームグループ及び右後グループ、前記３つの円形状の領域以外の領域を３ビーム外グループとし、前記複数の素子による受信信号を、前記４つのグループ単位で出力する送受波器
（ロ）前記送受波器の４つのグループからの受信信号全てを加算する加算器
（ハ）前記加算器の出力信号に基づき、目標のエコーレベル及び距離を検出するレベル・距離検出部
（ニ）前記送受波器の前ビームグループからの受信信号と左後ビームグループからの受信信号との間の時間差を検出する第１の時間差検出部
（ホ）前記送受波器の前ビームグループからの受信信号と右後ビームグループからの受信信号との間の時間差を検出する第２の時間差検出部
（ヘ）前記レベル・距離検出部、第１の時間差検出部及び第２の時間差検出部の出力信号に基づいて単体魚の深度，前後，左右の位置情報及び単体エコーレベル情報を含む目標に関する情報を得るスプリットビーム処理部
（ト）前記スプリットビーム処理部で得られた目標に関する情報を予め定められた画像として表示する表示制御部及び表示部
【０００９】
また、前記スプリットビーム処理部が、その処理の中に、前記第１の時間差検出部の出力信号及び第２の時間差検出部の出力信号に基づき、前記送受波器の前ビームグループの中心点及び前記送受波器の全素子配列の中心点を通る前後方向の軸に対する時間差と、この前後方向の軸に直交しかつ前記送受波器の全素子配列の中心点を通る左右方向の軸に対する時間差とを求める処理を含んで構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態は、送受波器における、一つの面に円形状に敷きつめられて配列された複数の素子を、互いに外接し、かつこれら複数の素子配列の外郭線を円とみなしたときにこの円に内接する３つの等しい面積の円形状の領域と、これら３つの円形状の領域以外の領域とにグループ分けしてこれら３つの円形状の領域それぞれを前ビームグループ，左後ビームグループ及び右後ビームグループとし、かつこれら３つの円形状の領域以外の領域を３ビーム外グループとし、上記複数の素子で受波した信号を上記の４つのグループ単位で出力する構成、構造とする。
【００１１】
送受波器をこのような構成、構造とすることにより、ケーブルは、送受波器の４グループへの送信信号の伝達、及び送受波器の４グループからの受信信号の伝達を行えばよいので、その芯線数を従来例に対し大幅に少なくすることができて（１４→４）、ケーブル直径を細く、かつ低コスト化することができ、また、送受切換部は、その切換え回路数を少なくすることができて（１４→４）、小型化、低コスト化することができ、更に、加算器は、レベル・距離検出用の狭ビーム信号ＮＡを得るために、送受波器の４グループからの受信信号を加算するのに必要なだけで、時間差検出用には不要となるので（前ビームグループ，左後ビームグループ，右後ビームグループの受信信号を直接利用）、回路規模を従来例に比べて大幅に小さくすることができ（従来、７信号加算が４個、１４信号加算が１個であったものが、本発明では４信号加算１個のみ）、低コスト化することができる。
【００１２】
一方、時間差の検出が、直交軸成分に対するものではなく、６０度で交差する２軸成分に対するものであるので、直交軸成分に変換するための演算が必要であるが、スプリットビーム処理部に使用されるＣＰＵ等の演算スピードの高速化に伴い、その演算処理時間は無視される程度のものとなっており、しかも、時間差検出部の前にあった加算器がなくなるため、この加算処理時間が不要となるため、直交軸成分に対する時間差検出時間は、従来例に対し、むしろ短くなる方向にある。
【００１３】
また、時間差の検出に使用される前ビーム、左後ビーム、右後ビームの信号は、これら３ビームを形成する送受波器の素子領域（面積）が従来例よりも小さくなって、送波レベル、受波感度、ＳＮ比等が低くなるが、２信号の間の時間差さえ検出できればよく、探知対象範囲内では、これら信号レベル等の低下は特に問題になる程のものではない。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例を示すブロック図、図２（ａ），（ｂ）はこの実施例における送受波器の複数の素子に対するグループ分けを説明するためのグループ番号付き素子配列図及びグループ分け配置図である。
【００１５】
この実施例において、まず、送受波器１００は、複数の素子１１０を一つの面に円形状に敷きつめて配列し、これら複数の素子１１０を、互いに外接すると同時に、複数の素子１１０の配列の外郭線を表す円に対し共に内接する３つの等しい面積の円形状の領域と、これら３つの円形状の領域以外の領域とから成る４つのグループに分けて３つの円形状の領域それぞれを前ビームグループ１０１、左後ビームグループ１０２及び右後ビームグループ１０３とし、３つの円形状の領域以外の領域を３ビーム外グループ１０４として、複数の素子１１０による受信信号をこれら４つのグループ単位で出力する構成、構造となっている。
【００１６】
この送受波器１００の構成、構造に伴って、ケーブル２００は、送受波器１００の４つのグループ（１０１〜１０４）からの受信信号を伝達し、また送受波器１００の４つのグループへの送信信号を伝達するよう、４芯構造となっており、送受切換部３００は、４つのグループに対する送信信号，受信信号の切換えを行うように、４回路の切換え回路を備えた構造となっている。
【００１７】
また加算器５１０は、ケーブル２００及び送受切換部３００を介して伝達された送受波器１００の４つのグループの受信信号を全て加算して狭ビーム信号ＮＡを生成し、レベル・距離検出部５２０に送られて、ここで、目標のエコーレベル及び距離が検出される。
【００１８】
また、時間差検出部５３０ａは、前ビームグループ１０１からの受信信号である前ビーム信号ＦＲと、左後ビームグループ１０２からの受信信号である左後ビーム信号ＬＢとを直接入力してこれら２信号間の時間差を検出し、時間差検出部５３０ｂは、前ビームグループ１０１からの前ビーム信号ＦＲと、右後ビームグループ１０３からの受信信号である右後ビーム信号ＲＢとを直接入力してこれら２信号間の時間差を検出する。
【００１９】
そして、スプリットビーム処理部５４０は、レベル・距離検出部５２０、及び時間差検出部５３０ａ，５３０ｂの出力信号（検出出力）に対し予め定められた処理を行い、単位魚の深度，前後，左右の位置情報及び単体エコーレベル情報を含む目標に関する各種情報を取得し、表示制御部５５０及び表示部５６０は、取得された目標に関する各種情報を、予め定められた画像として表示する。なお、スプリットビーム処理部５４０における処理の中には、時間差検出部５３０ａ，５３０ｂの出力信号から直交軸成分の時間差を求める処理も含まれる。
【００２０】
このように、スプリットビーム方式において、時間差検出が有効に行える最低限の３ビーム、すなわち、前ビーム、左後ビーム及び右後ビームを、送受波器１００の複数の素子１１０が互いに重なり合うことのないような範囲の素子で形成することにより、送受波器１００の複数の素子１１０に対するグループ分けのグループ数を最小とすることができ、各部の構造の単純化、小型化、小規模化及び低コスト化が実現できる。
【００２１】
すなわち、送受波器１００は、構造が簡単になって製造コストを安くすることができ、ケーブル２００は芯線数が大幅に少なくなってその直径を小さくすることができ、かつコストを下げることができ、送受切換部３００は切換回路数が大幅に少なくなって小型化、低コスト化することができ、加算器は４信号加算１個のみとなって回路規模を小さく、かつ低コスト化することができる。また、これらに伴って、装置全体の小型化も可能となる。
【００２２】
一方、スプリットビーム処理部５４０において、直交軸成分の時間差を求める処理ステップが多くなるが、その処理速度は高速化されている上、時間差検出部５３０ａ，５３０ｂの前で加算処理を行わないので、この加算処理に要する時間が不要となって、直交軸成分の時間差を求めるまでの時間は、むしろ短縮される方向にある。又、前ビーム、左後ビーム、右後ビームを形成する送受波器１００の素子面積は小さくなって送波レベル、受波感度、ＳＮ比等は低下するが、探知対象範囲においてこれらビームによる２信号間の時間差が検出できさえすればよいので、これらのレベル低下が装置性能を悪化させるようなことは殆どない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、スプリットビーム方式における２軸の時間差検出を、前ビーム、左後ビーム及び右後ビームの３ビームによる信号に対して行い、かつこれら３ビームを、送受波器の複数の素子のうちの、互いに外接し、かつこれら複数の素子の外郭線を表す円に共に内接する３つの等面積の円形状の領域それぞれに含まれる素子によって形成し、レベル・距離検出用の狭ビームを、これら３つの円形状の領域及びこれら円形状の領域外の領域、すなわち複数の素子全部で形成する構成とすることにより、送受波器はその構造が単純化されて製造コストを安くすることができ、ケーブルはその芯線数が少なくなって直径を小さくかつ低コスト化することができ、送受切換部はその切換え回路数を少なくして回路規模の縮小化及び低コスト化することができ、加算器も４信号加算器１個のみとすることができて回路規模の縮小化及び低コスト化ができる、という効果があり、従って、装置全体が小型化、低コスト化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示された実施例の送受波器の複数の素子に対するグループ分けを説明するためのグループ番付き素子配列図及びグループ分け配置図である。
【図３】従来の計量魚群探知機の一例を示すブロック図である。
【図４】図３に示された計量魚群探知機の送受波器の複数の素子に対するグループ分けを説明するためのグループ番号付き素子配列図及びグループ分け配置図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ  送受波器
１０１  前ビームグループ
１０２  左後ビームグループ
１０３  右後ビームグループ
１０４  ３ビーム外グループ
１０５  前ビームブロック
１０６  後ビームブロック
１０７  左ビームブロック
１０８  右ビームブロック
１０９  ４ビーム外グループ
１１０  素子
２００，２００ａ  ケーブル
３００，３００ａ  送受切換部
４００  送信器
５１０，５１０ａ〜５１０ｅ  加算器
５２０  レベル・距離検出部
５３０ａ，５３０ｂ，５３０ｘ，５３０ｙ  時間差検出部
５４０，５４０ａ  スプリットビーム処理部
５５０  表示制御部
５６０  表示部
【図１】
0003930155.tif 000002
【図２】
0003930155.tif 000003
【図３】
0003930155.tif 000004
【図４】
0003930155.tif 000005