(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その輻射面が互いに同面積でかつπ／３［ｒａｄ］の鋭角頂点を有し更に所定の振動子配列規則に従い平面的に配列された１２個以上の超音波振動子と、所定の励振側結線規則に従い上記超音波振動子に接続された第１及び第２励振用配線と、所定の受波側結線規則に従い上記超音波振動子に接続された第１乃至第１２受波用配線とを備え、
上記振動子配列規則が、上記輻射面の鋭角頂点同士が点集合し鈍角頂点同士が点集合するよう上記超音波振動子をその輻射方向を揃えて密に配列する、という規則であり、
上記励振側結線規則が、その鋭角頂点が同一点に集合している超音波振動子同士を上記第１励振用配線により接続し、更にこの第１励振用配線により接続された超音波振動子のいずれかと辺接触している超音波振動子同士を上記第２励振用配線により接続する、という単位結線を、超音波振動子の配列平面上で空間的に繰り返す、という規則であり、
上記受波側結線規則が、上記単位結線における超音波振動子の１２通りの相対位置に対して上記第１乃至第１２受波用配線を１対１に対応付け、それぞれその相対位置に対応した受波用配線に各超音波振動子を接続する、という規則であることを特徴とする超音波送受波器。
【請求項２】
請求項１記載の超音波送受波器と、
上記超音波送受波器に対し上記第１及び第２励振用配線を介して超音波送信用の駆動信号を供給する送信側の回路であって、上記第１及び第２励振用配線に対して互いに同相の信号を供給するか互いに逆相の信号を供給するかを切り換えることにより送信ビームの方向を設定する手段を含む回路と、
上記超音波送受波器から上記第１乃至第１２受波用配線を介して超音波受波による受信信号を受け取る受信側の回路であって、上記第１乃至第１２受波用配線を介する各受信信号にπ／２、π、０及び−π／２［ｒａｄ］のうちいずれかの移相量を選択的に割り当て、割り当てた移相量による各受信信号の移相処理並びにその後の各受信信号の相互結合処理を実行することにより、受信ビームの方向を設定又は選択する手段を含む回路と、
を備えることを特徴とする超音波送受波装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波送受波装置において、
送信側の回路が、上記第１及び第２励振用配線に対して互いに同相の信号を供給する同相励振動作と、互いに逆相の信号を供給する逆相励振動作とを、送信繰返し周期に比べ十分短い実行間隔を以て、交互に実行する手段を含むことを特徴とする超音波送受波装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の超音波送受波装置において、
送信側の回路が、逆相励振動作実行時に、上記第１及び第２励振用配線に供給する駆動信号の周波数を調整することにより、送信ビームの方向を変化させる手段を含むことを特徴とする超音波送受波装置。
【請求項５】
船舶に搭載され、水面下における魚群に関する情報を映像表示する表示器を備える魚群探知機において、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の超音波送受波装置を備え、更に、上記超音波送受波器を上記船舶の船底に固定したことを特徴とする魚群探知機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、魚群探知機等の超音波送受波装置において用いうる超音波送受波器並びにこの超音波送受波器を用いた超音波送受波装置及び魚群探知機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
魚群探知機は漁船等の操業を支援する装置として有用である。魚群探知機は超音波送受波装置の一種であり、船底に配設した超音波送受波器を用いて水中への超音波送信及び魚群等からのエコーの受信を行い、それによって探知した魚群等の映像を、船上の表示器の画面上に表示させる。魚群探知機には、複数方向を探知できる多面魚群探知機、サーチライト式魚群探知機等があるが、いずれにも問題点がある。まず、多面魚群探知機は、船底に設けた複数の超音波送受波器のうち１個の超音波送受波器のビームを船底直下方向に向け、残りの超音波送受波器のビームを船底直下方向に対して傾いた方向に向ける、という構成であるため、使用する超音波送受波器の個数が多く、装置部品コスト、設置作業コスト、設置スペース等が大きくなるという問題を孕んでいる。また、サーチライト式魚群探知機は、超音波送受波器の向きを機械的に変化させることによって超音波の送受波方向を変化させる、という構成であるため、複数の方向を同時に観測できない、首振り機構が必要であるため装置部品・設置作業・保守等のコストや設置所要スペースが大である、超音波送受波器及び首振り機構を収納するソナードームが必要であり装置部品コストがかさむ、ソナードーム昇降用の機構が必要であり装置部品・設置作業・保守等のコストや設置スペースが大である、等の問題を有している。
【０００３】
複数方向を探知可能で上述した多面魚群探知機、サーチライト式魚群探知機等のような問題点が少ない魚群探知機としては、本願出願人が特願平１０−３１３７７４号（特開２０００−１４７０９５号公報参照。以下「先提案技術」と称する）にて提案及び開示したものがある。先提案技術の特徴は、多数の振動子を平面的に配置したこと、またその振動子配列・励振側結線・受波側結線をそれぞれ所定の規則に従い行ったこと、それによって３倍密度平面配置・７方向同時探知型の超音波送受波器を実現したこと等である。
【０００４】
まず、先提案技術における振動子配列規則は、図１３及び図１４に示すように、正三角形格子パターンに従い振動子を配置する、という規則である。より具体的には、先提案技術に係る超音波送受波器は、コルクシートや独立気泡スポンジゴムシート等の遮音材から形成されている略円形の遮音体１０内に、図１３に示す通り１１７個の超音波振動子１２を中心間隔Ｄで収納した構成を有している。遮音体１０の片側の面には開口を設けており、各振動子１２はその正電極１４を外側にまた負電極１６を内側に向けた状態でこの開口に収納されている。遮音体１０の内部又は外縁には振動子１２の正電極１４や負電極１６を外部に電気的に接続するための導体配線が配置される。水中で使用できるようにするためウレタンゴムモールド等による防水構造を設ける必要がある。遮音体１０を支持補強するための各種構造部材を設けてもよい。遮音体１０の形状や振動子１２の形状・個数は、後述するアレイ形成に支障とならない限りにおいてまた必要とするビームに応じて決める。各振動子１２は、図１４に示すように、遮音体１０の表面に沿って想定されている仮想的なパターンである正三角形格子パターン１８上の各格子点２０に、それぞれ配置されている。正三角形格子パターン１８とは、その一辺の長さがＤの正三角形を繰返しの単位とする格子状のパターンであり、格子点２０とはこの繰返しの単位となっている正三角形の頂点である。
【０００５】
また、先提案技術における励振用配線の結線規則を図１５に示す。励振用配線は、振動子１２の正電極１４同士を接続し更にこれを外部（後述の駆動信号発生回路）に接続する配線である。励振用配線には、駆動信号ＴＸ１を印加するための励振用配線２２−１及び駆動信号ＴＸ２を印加するための励振用配線２２−２がある。振動子１２にはこれらのうち一方が接続される。
【０００６】
更に、先提案技術における受波用配線の結線規則を図１６〜図１８に示す。受波用配線は、振動子１２の負電極１６同士を接続し更にこれを外部（後述のビーム合成回路）に接続する配線である。受波用配線には、受波用配線２４−ｘ１〜２４−ｘ４（ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）という１２通りの配線がある。受波用配線２４−Ａ１〜２４−Ａ４はＹ軸に平行な直線に沿って、受波用配線２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４はＹ軸に対して時計回りに２π／３（ｒａｄ）傾いた直線に沿って、そして受波用配線２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４はＹ軸に対して反時計回りに２π／３（ｒａｄ）傾いた直線に沿って、振動子１２同士を接続し更にそれらを受信側の回路に接続する。受波用配線２４−ｘｊ（ｊ＝１，３）により接続される振動子１２と受波用配線２４−ｘｋ（ｋ＝ｊ＋１）により接続される振動子１２は、同一の直線上に、かつ交互に位置している。また、受波用配線２４−ｘ１又は２４−ｘ２に接続される振動子１２の配置線と、受波用配線２４−ｘ３又は２４−ｘ４に接続される振動子１２の配置線は、３Ｄ／２の間隔で交互に位置している。更に、各振動子１２はそれぞれいずれか１本の受波用配線に接続されており、いずれの振動子１２も２本以上の受波用配線には接続されない。そして、受波用配線２４−Ａ１〜２４−Ａ４、２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４及び２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４により取り出される信号には、それぞれ、順に、ＲＸＡ１〜ＲＸＡ４、ＲＸＢ１〜ＲＸＢ４及びＲＸＣ１〜ＲＸＣ４という符号が付せられている。
【０００７】
図１９〜図２１に、上述の結線規則において繰返しの単位となっている結線、即ち単位結線を示す。この単位結線は、励振用配線２２−１により接続された６個の振動子１２を含む一辺＝２Ｄの正三角形と、励振用配線２２−２により接続された１２個の振動子１２を含み上述の正三角形を囲む長辺＝３Ｄ，短辺＝Ｄの六角形とを、含んでいる。隣り合う単位結線同士の内側正三角形間の間隔は距離＝３１／２Ｄ（中心間隔＝２×３１／２Ｄ）で均一である。外側六角形は、一辺＝５Ｄの正三角形の各頂点から一辺＝Ｄの正三角形を切り落とした形状であり、互いに隣接する他の単位結線中の外側六角形同士はその短辺同士で接触（その短辺を共有）している。また、図１９〜図２１では各振動子１２に符号Ａ，Ｂ，Ｃを付している。これは、同一平面上に形成されている３個の超音波振動子アレイＡ，Ｂ，Ｃのうちどのアレイに、各振動子１２が属するのかを、示している。所属先のアレイは、その振動子１２が受波用配線２４−Ａ１〜２４−Ａ４、受波用配線２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４、並びに受波用配線２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４のうち、どれに接続されているかにより、決まる。
【０００８】
図１９（ｂ）及び（ｃ）に示されているように、内側正三角形に属する振動子群と外側六角形に属する振動子群を同相で励振するかそれとも逆相で励振するかにより、励振時の等位相面の位置ひいては送信ビームの方向が変わる。同相で励振した場合は、送信ビームは真正面（θ＝０）を向く。また、逆相励振時は、内側正三角形に属する振動子１２にと外側六角形に属する振動子１２との間の超音波伝搬経路長の差
【数１】
Ｌ＝両振動子群の間隔×ｓｉｎθ
＝（３Ｄ／２）×ｓｉｎθ
について
【数２】
Ｌ＝±λ／２＝（３Ｄ／２）×ｓｉｎθ
が成り立つ開き角θ、即ち等位相面が形成される開き角θが、送信ビームの方向を示す角度となる（λ：超音波の波長）。また、上式から明らかなように、逆相励振時における送信ビームは、Ｚ軸について対称な２方向に現れ、また振動子間隔Ｄを波長λの何倍にするかにより設計的にその方向θを定めることができ、かつ駆動信号の周波数ひいては波長λを切り換えることにより実使用中に任意にその方向θを設定／制御することができる。逆相励振時における送信ビーム本数はこのように振動子アレイ１個当たり２本であるから、全振動子アレイでは合計６本である。同相励振時と逆相励振時を合わせると合計７本の送信ビームとなるが、同相励振と逆相励振を同時に実行することはできないため、これら７本の送信ビームは準同時的に形成することとしている。即ち、送信ビームに関しては、振動子アレイＡを例として図２３に示すように、単一の送信繰返し周期Ｔ０内に信号ＴＸ１及びＴＸ２を同相にする期間Ｔ１と逆相にする期間Ｔ２とを設け、十分短い時間間隔Ｔ３を以て前者から後者へ或いは後者から前者へと移行するモード切換を行い、これにより６方向については同時に、また真正面を含めた７方向については準同時に、送信を実行可能にしている。
【０００９】
受信ビームについては、受波用配線毎の移相制御によりその方向や本数を切り換えることができる。まず、超音波振動子アレイｘ（ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）に係る受波用配線２４−ｘ１〜２４−ｘ４にて取り出した信号ＲＸｘ１〜ＲＸｘ４それぞれについて同じ移相量にて移相処理を施すこと（或いは移相なしとすること）により、Ｚ軸方向を向いた受信ビームを合成できる（同相合成）。また、信号ＲＸｘ１及びＲＸｘ２を例えばπ（ｒａｄ）移相させ信号ＲＸｘ３及びＲＸｘ４に係る移相量を０（ｒａｄ）即ち移相なしとすることによって、Ｚ軸に対して開き角θを有する方向を向いた２本の受信ビームを合成できる（逆相合成）。更に、同相合成に係る移相回路と逆相合成に係る移相回路とを並列に設けることにより、Ｚ軸方向を向いた受信ビームとＺ軸に対して開き角θを有する２本の受信ビームとを同時に合成でき、従って３方向について同時探知を行うことができる。任意の１個の超音波振動子アレイについてこのように３方向同時探知が可能であるから、３個の超音波振動子アレイ全てを合わせると、開き角θのビーム２本×振動子アレイ３個＋Ｚ軸方向のビーム１本（各アレイに共通）＝合計７本のビームを用いて７方向同時受信を行うことができる。
【００１０】
具体的には、図２２及び表１に示すように、各受信ビームに対応して合計７個の移相回路を設け、第ｉ番目の移相回路に供給する移相制御信号の値を受信ビームに応じて定めることによって、即ち移相制御信号ＬＳｉ−１〜ＬＳｉ−１２のうちいずれかを受信ビームに応じて供給し信号ＲＸＡ１〜ＲＸＡ４、ＲＸＢ１〜ＲＸＢ４及びＲＸＣ１〜ＲＸＣ４各々についての移相量を制御することにより、これら７個のビームに係る受信信号を同時に合成できる。また、信号受信利得を確保するため、必要な受信ビームに対応した受波用配線２４以外の受波用配線２４からの受波出力をも、適宜移相の上、結合させる。例えばビームＢＭＡ１を合成するときには、表１に示すように、振動子アレイＡに係る２種類の受波用配線からの受波出力については互いに逆相で移相させ、振動子アレイＢ及びＣに係る残り４種類の受波用配線からの受波出力については単位配列内における位置関係に応じた中間移相量で移相させて、各受波用配線からの受波出力を合成する。
【００１１】
【表１】
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なお、表１及び図２２中、ＢＭ０は各振動子アレイにおける同相励振又は同相合成により形成されるビームであり、Ｚ軸方向を向いている。ＢＭＡ１及びＢＭＡ２は振動子アレイＡにおける逆相励振又は逆相合成により形成されるビームであり、ＸＺ平面に属している。ＢＭＢ１及びＢＭＢ２は振動子アレイＢにおける逆相励振又は逆相合成により形成されるビームであり、ＸＺ平面に対してＺ軸回りに−２π／３（ｒａｄ）回転した平面に属している。ＢＭＣ１及びＢＭＣ２は振動子アレイＣにおける逆相励振又は逆相合成により形成されるビームであり、ＸＺ平面に対してＺ軸回りに２π／３（ｒａｄ）回転した平面に属している。Ｚ軸は船底直下方向（図１中の開口形成面即ち輻射面に鉛直な方向）を向いており、Ｘ軸及びＹ軸は輻射面に属している。Ｘ軸は、例えば、船首方向とする。
【００１２】
以上のように、先提案技術によれば、７方向（準）同時探知を行うことができる。また、正三角形格子パターン１８に従い振動子１２を配置しているためビーム間隔が均一であり、従って船舶下の水中をくまなく網羅して観測できる。振動子密度が比較的高いため、３個の振動子アレイを含んでいるにもかかわらず、遮音体１０に組み込んだ状態での超音波送受波器全体の寸法が、１個しか振動子アレイを備えていないものとさほど変わらない。即ち、低コスト及び省スペースである。また、繰り返し配列の結果、励振用配線が一組（２種類）ですんでいる。即ち、各振動子アレイに対応した励振用配線を設ける必要がなく、３個の振動子アレイＡ〜Ｃを低コストで形成できる。
【００１３】
図２４に、先提案技術による魚群探知機の全体の回路・機能構成を示す。ＣＰＵ等にて構成される制御回路２６は、駆動信号発生回路２８及び３０に対し基準発振信号及びその分周比を設定する信号を供給し、駆動信号発生回路２８及び３０内部における基準発振信号の分周動作を制御し、更に分周により得られた信号をパルス変調することによって、図２３に示したタイミングで駆動信号Ｓ１及びＳ２を発生させる。パワーアンプ３２及び３４は、これらの駆動信号Ｓ１及びＳ２のうち対応するものを電力増幅することによって前述の信号ＴＸ１及びＴＸ２を発生させ、超音波送受波器３６に供給する。超音波送受波器３６は図１３〜図１８に示した構成を有している。超音波送受波器３６はＸ軸を船首方向に向けＺ軸を深度方向（船底直下方向）に向けて船底に配設されており、信号ＴＸ１及びＴＸ２に応じて超音波を水中に輻射する。
【００１４】
水中の魚群等により反射された超音波は、超音波送受波器３６により受波され電気信号に変換される。得られた信号ＲＸＡ１〜ＲＸＡ４、ＲＸＢ１〜ＲＸＢ４及びＲＸＣ１〜ＲＸＣ４は、プリアンプ部３８により増幅され、信号ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２としてビーム合成回路４０に供給される。ビーム合成回路４０は、制御回路２６による制御の下に、これらの信号ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２からビームＢＭＡ１、ＢＭＡ２、ＢＭＢ１、ＢＭＢ２、ＢＭＣ１、ＢＭＣ２及びＢＭ０に係る信号を合成する。合成された信号は、各ビームに対応して７個設けられている受信処理回路４２に供給される。受信処理回路４２では、ビーム合成回路４０からの信号に関し、ＴＶＧ（時間可変利得）回路４４が超音波伝搬減衰による反射エコーレベルの低下分の補正処理を施し、検波回路４６が検波により直流信号に変換し、ＡＤ変換器４８がこの直流信号をアナログからディジタルに変換して制御回路２６に供給する。制御回路２６は、各受信処理回路４２から供給されるディジタル信号に基づき、表示器５０の画面上に各方向における魚群の有無、規模等の情報を表示させる。使用者は、表示器５０の画面表示を看取することにより、多方面についての魚群情報を得ることができる。特に、制御回路２６内部における映像合成処理により、図２２に示した複数のビームを利用して水中の状況に関する立体的な映像を提供することができる。
【００１５】
パワーアンプ３２及び３４やプリアンプ部３８と超音波送受波器３６との間に設けられている送受切換器５２は、駆動信号ＴＸ１及びＴＸ２が供給されているときには振動子１２の負電極１６を自動的に接地導体としてプリアンプ部３８以後の受信側回路を超音波送受波器３６から実質的に切り離し、そうでないときには振動子１２の正電極１４を自動的に接地導体としてパワーアンプ３２及び３４以前の送信側回路を超音波送受波器３６から実質的に切り離すための回路である。言い換えれば、駆動信号ＴＸ１及びＴＸ２が供給されているときには超音波送受波器３６を実質的に超音波送波器としてのみ使用し、そうでないときには超音波受波器としてのみ使用することができるようにするための回路である。
【００１６】
図２５に、送受切換器５２の一例構成を示す。この図の送受切換器５２は送信側の回路５４及び受信側の回路５６から構成されている。送信側の回路５４は、パワーアンプ３２及び３４各々とこれに対応する励振用配線２２との間に、それぞれ設けられている。この回路５４は、対応するパワーアンプと対応する励振用配線２２との間に接続されかつ互いに逆並列接続されているダイオードＤ１及びＤ２、これらのダイオードＤ１及びＤ２の超音波送受波器３６側の端に接続されているキャパシタＣ、このキャパシタＣと接地との間に接続されているインダクタＬ、並びにこのインダクタＬと並列にかつ互いに逆並列されているダイオードＤ３及びＤ４から構成されている。キャパシタＣ及びインダクタＬは信号ＴＸ１及びＴＸ２の搬送周波数即ち送信周波数ｆ０にて直列共振するようその値が設定されている。
【００１７】
他方、受信側の回路５６は、超音波送受波器３６の受波用配線２４各々とこれに対応するプリアンプ５８との間に、それぞれ設けられている。なお、前述のプリアンプ部３８はこの合計１２個のプリアンプ５８により構成されている。受信側の回路５６は、接地との間に接続され互いに逆並列接続されているダイオードＤ５及びＤ６から構成されている。
【００１８】
従って、パワーアンプ３２及び３４を介し駆動信号ＴＸ１及びＴＸ２（厳密にはその中の送信パルス）が供給されている期間（図２３中のＴ１＋Ｔ３＋Ｔ２）には、回路５４中のインダクタＬの両端間が短絡されると共に各受波用配線２４の一端が回路５６において接地される。また、それ以外の期間には、回路５４中のキャパシタＣ及びインダクタＬが受波信号中の送信周波数成分により共振するため各励振用配線２２が一端接地状態になる。
【００１９】
ビーム合成回路４０は、例えば、図２６に示す構成とすることができる。この図に示すビーム合成回路４０は、合成すべき合計７個のビームに対応して設けられている結合器６２それぞれに、局部発振回路６０の発振出力である移相制御信号と共に、信号ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２を入力する構成を有している。局部発振回路６０は、先に表１に示したように、合計７組の移相制御信号を発生させている。即ち、ビームＢＭＡ１に対応する結合器６２に対しては移相制御信号ＬＳ１−１〜ＬＳ１−１２を、ビームＢＭＡ２に対応する結合器６２に対しては移相制御信号ＬＳ２−１〜ＬＳ２−１２を、…そしてビームＢＭ０に対応する結合器６２に対しては移相制御信号ＬＳ７−１〜ＬＳ７−１２を、それぞれ供給する。各移相制御信号は、例えば、制御回路２６から供給される基準発振信号を、制御回路２６により設定される分周比にて分周し、更にこの分周のために用いるカウンタの初期値を適宜ずらして設定する（初期位相を与える）ことにより、発生させることができる。このようにして発生させた移相制御信号は、実現すべき移相量をその初期位相とする信号になる。
【００２０】
各結合器６２は、移相回路として動作する回路であり、例えば図２７に示す構成を有している。この図に示す結合器６２は、入力する信号ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２それぞれに対応して設けられたバッファ６４、このバッファ６４を介し供給される信号ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２各々とこれに対応する移相制御信号ＬＳｉ−１〜ＬＳｉ−１２（ｉ＝１，２，…７）とを乗算結合させる乗算器６６、各乗算器６６の出力を加算結合させる加算器６８、並びに加算器６８の出力信号に帯域制限を加え必要な周波数成分のみを取り出すＢＰＦ７０から構成されている。
【００２１】
各乗算器６６は、図２８に示すように、アナログスイッチ７２及びＢＰＦ７４から構成されている。スイッチ７２は、供給される移相制御信号ＬＳｉ−ｊ（ｊ＝１，２，…１２）に応じて信号ＲＸＳｊをスイッチングする手段である。例えば、送信周波数ｆ０が５０ｋＨｚであるときには、５０５ｋＨｚの周波数を有する信号を移相制御信号ＬＳｉ−ｊとして供給しスイッチングを行うことにより、移相制御信号ＬＳｉ−ｊに従い変調された信号が得られる。この信号には、和周波数即ち５０５ｋＨｚ＋５０ｋＨｚ＝５５５ｋＨｚの成分と、差周波数即ち５０５ｋＨｚ−５０ｋＨｚ＝４５５ｋＨｚの成分とが含まれており、その位相は、移相制御信号ＬＳｉ−ｊの初期位相により決定されている。ＢＰＦ７４は、この信号に含まれる周波数成分のうち差周波数の成分（上述の例では４５５ｋＨｚの成分）を通過させる。移相制御信号ＬＳｉ−ｊには、実現すべき移相量に相当する初期位相が付与されているから、当該移相量だけ移相された信号をＢＰＦ７４ひいては乗算器６６から得ることができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、先提案技術によれば、所定の振動子配列規則に従い配列した振動子並びに所定の結線規則に従い振動子間を結線する励振用及び受波用配線により、繰り返しの単位となる単位配列を形成し、この単位配列を平面的に密に配列することにより、３倍密度振動子配置を有し７方向（準）同時探知が可能な超音波送受波器ひいては魚群探知機を、実現している。しかしながら、この先提案技術にもなお、改善すべき箇所がある。
【００２３】
まず、先提案技術における受波用配線の空間的繰返し間隔は、振動子の列数でいうと６列に亘っている。例えば図１６でいうと、受波用配線２４−Ａ１又は２４−Ａ２に接続されている振動子１２の列から、右に３列目の列の振動子１２は受波用配線２４−Ａ３又は２４−Ａ４に、更に右に３列目の列の振動子１２は受波用配線２４−Ａ１又は２４−Ａ２に、接続されている。従って、例えば受波用配線２４−Ａ１に接続された振動子１２が並ぶ列は、図１６中の左右方向に沿って、６列（幅＝３Ｄ）間隔で出現している。他の受波用配線、他のアレイについても（他のアレイの場合配線の傾きが変わるが）同様である。このように６列間隔で結線されていること、また列の間隔が均一であることにより、各受波用配線による受波出力から充分な信号利得で任意の受信ビーム（ビームＢＭ０を除く）を合成するには、６通りの移相制御信号値、即ち表１に示したπ、±２π／３、±π／３、０という６通りの移相量を適宜選択的に用いる必要が生じる。制御の簡単化ひいては実施の容易化のためには、できれば、移相量を６通りにも亘って切り換える制御を不要にしたい。
【００２４】
本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、多面魚群探知機やサーチライト式魚群探知機に対して上記先提案技術が有する利点を引き続き確保しつつ、当該先提案技術に比べて移相制御信号値の種類が少なく、従ってより容易且つ低コストで実現可能な超音波送受波器、超音波送受波装置及び魚群探知機を得ること、更には超音波振動子をより隙間無く配置できるようにすることを、その目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る超音波送受波器は、（１）  その輻射面が互いに同面積でかつπ／３［ｒａｄ］の鋭角頂点を有し更に所定の振動子配列規則に従い平面的に配列された１２個以上の超音波振動子と、所定の励振側結線規則に従い上記超音波振動子に接続された第１及び第２励振用配線と、所定の受波側結線規則に従い上記超音波振動子に接続された第１乃至第１２受波用配線とを備え、（２）上記振動子配列規則が、上記輻射面の鋭角頂点同士が点集合し鈍角頂点同士が点集合するよう上記超音波振動子をその輻射方向を揃えて密に配列する、という規則であり、（３）上記励振側結線規則が、その鋭角頂点が同一点に集合している超音波振動子同士を上記第１励振用配線により接続し、更にこの第１励振用配線により接続された超音波振動子のいずれかと辺接触している超音波振動子同士を上記第２励振用配線により接続する、という単位結線を、超音波振動子の配列平面上で空間的に繰り返す、という規則であり、（４）上記受波側結線規則が、上記単位結線における超音波振動子の１２通りの相対位置に対して上記第１乃至第１２受波用配線を１対１に対応付け、それぞれその相対位置に対応した受波用配線に各超音波振動子を接続する、という規則であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る超音波送受波装置は、（１）本発明に係る超音波送受波器と、（２）上記超音波送受波器に対し上記第１及び第２励振用配線を介して超音波送信用の駆動信号を供給する送信側の回路であって、上記第１及び第２励振用配線に対して互いに同相の信号を供給するか互いに逆相の信号を供給するかを切り換えることにより送信ビームの方向を設定する手段を含む回路と、（３）上記超音波送受波器から上記第１乃至第１２受波用配線を介して超音波受波による受信信号を受け取る受信側の回路であって、上記第１乃至第１２受波用配線を介する各受信信号にπ／２、π、０及び−π／２［ｒａｄ］のうちいずれかの移相量を選択的に割り当て、割り当てた移相量による各受信信号の移相処理並びにその後の各受信信号の相互結合処理を実行することにより、受信ビームの本数及び方向を設定又は選択する手段を含む回路と、を備えることを特徴とする。送信側の回路は、例えば、（４）送信側の回路が、上記第１及び第２励振用配線に対して互いに同相の信号を供給する同相励振動作と、互いに逆相の信号を供給する逆相励振動作とを、送信繰返し周期に比べ十分短い実行間隔を以て、交互に実行する手段を含み、また、（５）逆相励振動作実行時に、上記第１及び第２励振用配線に供給する駆動信号の周波数を調整することにより、送信ビームの方向を変化させる手段を含む。
【００２７】
そして、本発明に係る魚群探知機は、（１）船舶に搭載され、水面下における魚群に関する情報を映像表示する表示器を備える魚群探知機であって、（２）本発明に係る超音波送受波装置を備え、更に、（３）上記超音波送受波器を上記船舶の船底に固定したことを特徴とする。
【００２８】
ここに、本発明に係る超音波送受波器は、同じ形状を有する多数の超音波振動子を平面的に配列したこと、これらの超音波振動子を所定の振動子配列規則に従い配列したこと、２種類の励振用配線と１２種類の受波用配線を設けたこと、各超音波振動子に対する励振用配線及び受波用配線による結線をそれぞれ所定の規則に従い行うこと、の各点にて、先に説明した先提案技術と共通点を有している。また、その駆動・受信動作においても、第１及び第２励振用配線に対して互いに同相の信号を供給するか互いに逆相の信号を供給するかを切り換えることにより送信ビームの方向を定めること、同相励振動作及び逆相励振動作を短時間間隔で準同時に実行できること、逆相励振動作実行時に駆動信号の周波数を調整することにより送信ビームの方向を変化させることができること、第１乃至第１２受波用配線からの受信信号に同相／逆相／その中間の移相量による移相処理及び相互結合処理を施すことにより受信ビームの方向を設定・選択すること、船舶に搭載される魚群探知機において用いうること等の点において、先に説明した先提案技術と共通点を有している。これらのことによって、本発明においては、多面式やサーチライト式に対して先提案技術が有していた長所を、引き続き実現している。
【００２９】
本発明においては、超音波振動子形状、振動子配列規則、励振側結線規則及び受波側結線規則を工夫・変更することにより、受信ビーム合成の際の移相量を先提案技術における６通りから４通りに減らしている。また、本発明における超音波振動子配列においては、超音波振動子の輻射面形状が菱形であるため、超音波振動子をより密に配置できる。
【００３０】
まず、同一寸法及び同一形状の菱形が多数あるとする。また、この菱形の４個の角のうち２個がπ／３［ｒａｄ］、残りの２個が２π／３［ｒａｄ］であるとする。従って、任意の点に鋭角の頂点を６個寄せ集めるか鈍角の頂点を３個寄せ集めると２π［ｒａｄ］となり、その点の周りがそれぞれ６個又は３個の菱形で埋まる。このことに着目し、本発明においては、超音波振動子の輻射面形状（超音波を輻射する端面の形状）を、その４個の角のうち２個がπ／３［ｒａｄ］で他の２個が２π／３［ｒａｄ］である菱形とし、平面上における振動子配列規則を、輻射面の鋭角頂点同士が点集合し鈍角頂点同士が点集合するように隙間無くかつ輻射方向をそろえて超音波振動子を配置する、という規則にしている。従って、本発明においては、超音波振動子を平面上に密に、即ち（振動子間遮音材を除けば）隙間なしに配置できる。なお、本願では“密に配置”“点集合”等の言葉を使用しているけれども、それは本発明の構成を理解しやすく表現するためであり、超音波振動子間の結合を防ぐため遮音材を超音波振動子間に挟むことを禁ずる又は排する趣旨ではない。このことは、本願を参照する熟練した技術者にとっては、容易かつ一意に理解できるであろう。
【００３１】
更に、上掲の形状・寸法の輻射面を有する超音波振動子を上掲の振動子配列規則に従い配列すると、その配列内にいくつかの基本的繰り返しパターンが現れる。本発明で着目しているのは１２個の菱形を含む正六角形の繰り返しパターンである。即ち、任意の点にその鋭角頂点が集まり六芳星をかたちづくっている６個の菱形と、この六芳星を縁取っているかのようにこの６個の菱形のいずれかに対して辺同士が接触している他の６個の菱形とを含み、その辺の長さが各振動子の輻射面の辺の２倍である正六角形が、上掲の振動子配列規則による超音波振動子配列内で空間的に繰り返し現れる。そこで、本発明における結線規則は、励振側・受波側共に、この正六角形における結線を単位結線として超音波振動子の配列平面上で空間的に繰り返す、という規則にしている。また、繰り返される正六角形が１２個の超音波振動子を含んでいるため、本発明の好適な実施形態では１２の自然数倍の個数の超音波振動子を用いるが、１２で割り切れない個数の超音波振動子を用いても構わない。
【００３２】
また、繰返しの単位となっている正六角形は、その中央にある鋭角頂点集合点に対して回転対称であり、その点の回りにはπ／３［ｒａｄ］の角度周期で即ち６回、同一配列パターンが現れる。更に、この正六角形を、上述のように六芳星状に集まった中央の６個と、その縁取りに当たる外縁の６個とに区画することができる。そこで、本発明においては、励振側結線規則として、六芳星をかたちづくる中央の超音波振動子同士を第１励振用配線により接続する一方、縁取りに当たる外縁の超音波振動子同士を第２励振用配線により接続する、という励振側結線規則を採用している。第１励振用配線を介して供給する駆動信号と、第２励振用配線を介して供給する駆動信号とを、同相にすれば真正面を向いた１本の送信ビームが形成され、逆相にすれば振動子配置間隔及び波長により定まる角度だけ傾いた方向を向く送信ビームが（正六角形の各頂点に対応して）全アレイ合計で６本同時形成される。即ち、先提案技術と同様、準同時に形成可能な７本の送信ビームが得られる。
【００３３】
更に、繰返しの単位となっている正六角形は１２個の超音波振動子を含んでいる。本発明においては、１２種類の受波用配線を設け、これら第１乃至第１２受波用配線を、繰返しの単位となっている上述の正六角形或いはその結線である単位結線における超音波振動子の１２通りの相対位置に対して、それぞれ１対１に対応付け、それぞれその相対位置に対応した受波用配線に各超音波振動子を接続する、という受波側結線規則を用いている。従って、先提案技術と同様に移相回路や結合回路を設けることによって、７本の受信ビームを同時に又は選択的に使用して受信を行うことが可能である。また、先提案技術では、繰返しの単位である不等辺六角形における受波用配線の出現間隔が６列間隔であったが、本発明においては繰返しの単位である正六角形における受波用配線の出現間隔が４列間隔となる。列の間隔も均一である。そのため、各アレイの受信ビームを実現しつつ各アレイ受波出力同士の結合処理により受信利得を確保するには、先提案技術では移相制御信号値が６通り必要であったが、本発明においてはπ／２、π、０及び−π／２［ｒａｄ］の４通りですむ。
【００３４】
従って、本発明によれば、上記先提案技術に比べて移相制御信号値の種類が少なくなり、従ってより容易且つ低コストで魚群探知機等の超音波送受波装置を実現できる。超音波振動子の配置においては更に隙間を減らすことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に関し図面に基づき説明する。なお、本発明を実施するに当たっては、先に説明した先提案技術における回路を、移相制御信号値の内容を表１に示したものから次の表２に示すものへと変更するのみで、そのまま利用できる。そのため、以下の説明では先に説明した回路を前提とし、重複説明を排することとする。先に説明した回路と異なる回路では本発明を実施できない、という趣旨ではない。また、以下の各図中におけるＸ，Ｙ，Ｚの各軸や各ビームの名称は、図２２（ｂ）にて定義したものである。
【００３６】
【表２】
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図１に、本発明の一実施形態における振動子配列規則、即ち配列平面上における振動子１２Ａの配列に関する規則を示す。図中、符号Ａ，Ｂ，Ｃが付されている菱形は本実施形態に係る超音波送受波器を構成する振動子１２Ａの輻射面であり、符号Ａ，Ｂ，Ｃはその符号が付されている振動子１２Ａが超音波振動子アレイＡ，Ｂ，Ｃのいずれに属しているのかを表している。振動子１２Ａの輻射面とは超音波送受波に使用される面であり、ここでは正電極１４又は負電極１６が形成されている面を指している。図２に示すように、菱形輻射面の４個の角のうち鋭角である２個は６０［°］即ち２π／３［ｒａｄ］であり、鈍角である残りの２個はπ／３［ｒａｄ］である。菱形輻射面の寸法は、例えば長軸方向＝２／（３）１／２・λ、短軸方向＝２／３・λとなるよう設計する（λ：波長）。ビーム方向θを変更・制御するため、駆動信号周波数の切換即ち波長λの切換／可変制御を行うこともできる。また、任意の振動子１２Ａとその隣の振動子１２Ａとの間には、それらの間の音響的結合を防ぐため、平板状の遮音材１０Ａを挟み込む。
【００３７】
単純に幾何学的に考えると、図２に示した形状を有する振動子１２Ａをその輻射方向をそろえて密に配列する方法には、いくつかの方法がある。本実施形態においては、その中で、（１）鋭角頂点同士を集める、（２）鈍角頂点同士を集める、という２通りの規則に従い振動子１２Ａを配列する方法を、採用している。この方法に従い振動子１２Ａを配列すると、各振動子１２Ａの辺の２倍の長さの辺を有する正六角形を亀甲状に、即ち空間的に繰り返して配置した配列が現れる。この正六角形の中央には、６個の菱形の鋭角頂点が寄り集まった点がある。この６個の菱形のアウトラインはちょうど六芳星を描いている。図１中で最も下の位置に描かれている正六角形でいうと、上下に２個並んだ「Ａ」、向かって左上から右下にかけ袈裟懸けに並んだ「Ｂ」、並びに向かって右上から左下にかけ袈裟懸けに並んだ「Ｃ」という６個の菱形がこれに当たる。また、この六芳星アウトラインには窪んだ点が６カ所あり、それらの点には、それぞれ、六芳星の一部である２個の菱形と他の１個の菱形の鈍角頂点が集まっている。図１中で最も下の位置に描かれている正六角形でいうと、０時に位置している「Ａ」の上端の鋭角頂点から時計回りに「Ｂ」「Ａ」「Ｃ」「Ｂ」「Ａ」「Ｃ」の順で、６個の菱形が六芳星アウトラインの窪みを埋め正六角形外縁を形成している。
【００３８】
本実施形態における励振側及び受波側結線規則も、その中央に位置する六芳星アウトラインの部分と、その外縁を埋めて正六角形アウトラインを形成させる外縁部分とを含み、１２個の振動子１２Ａにより構成されたこの正六角形を単位としている。即ち、この正六角形内に含まれる１２個の振動子に対する励振用配線及び受波用配線の結線が、単位結線として、上掲の亀甲状繰返しに従い空間的に繰り返される。
【００３９】
まず、励振側結線規則、即ち励振用配線２２−１及び２２−２と振動子１２Ａとの接続に関する規則は、図３に示すように、六芳星アウトライン部分を構成する６個の振動子１２Ａには励振用配線２２−１を接続し、外縁部分を構成する６個の振動子１２Ａには励振用配線２２−２を接続する、という規則である。図３（及び後に引用する図４〜図６）では、結線規則を示すという目的から記載を簡略化し、振動子１２Ａを円形で示している。本実施形態における励振側結線規則が有している性格のうち、内側振動子同士を接続する一方外側振動子同士を接続する、という性格は、振動子配列こそ異なるが、先提案での励振側規則も備えていたものである。そのため、図１９（ｂ）及び（ｃ）に示したものと同じ原理により、送信ビームを切り換えることができる。即ち、励振用配線２２−１を介して印加する駆動信号ＴＸ１と励振用配線２２−２を介して印加する駆動信号ＴＸ２とを同相にすることにより、送信ビームを輻射面に直交する方向（真正面方向）とすることができ、逆相とすることにより、真正面方向に対して同角度傾いた６本の送信ビームを得ることができる。なお、逆相励振時における送信ビーム形成面は、上記正六角形の最長対角線と平行で輻射面に直交する面である。
【００４０】
次に、受波側結線規則、即ち受波用配線２４−Ａ１〜２４−Ａ４，２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４，２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４と振動子１２Ａとの接続に関する規則は、繰返しの単位である正六角形内における振動子１２Ａの位置に対して１対１に受波用配線を対応付け、相対応する振動子１２Ａと受波用配線２４とを接続する、という規則である。図４〜図６に、理解の助けとなるようアレイ毎に分けて、受波側結線規則を示す。これらの図に示されているように、上述の正六角形内には１２個の振動子１２Ａが含まれているため受波用配線も１２種類（２４−Ａ１〜２４−Ａ４，２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４，２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４）必要になる。各受波用配線２４−Ａ１〜２４−Ａ４，２４−Ｂ１〜２４−Ｂ４，２４−Ｃ１〜２４−Ｃ４による受波出力ＲＸＡ１〜ＲＸＡ４，ＲＸＢ１〜ＲＸＢ４，ＲＸＣ１〜ＲＸＣ４に対しては、先に掲げた表２に従い、また図２４〜図２７に示した回路により、移相処理、結合処理等が施される。それによって、受信利得を確保しつつ、合計７本の受信ビームを同時形成できる。
【００４１】
受波側結線規則において注目すべき点は、先に説明した振動子配列規則を採用していることと相俟って、空間的繰返し周期が振動子１２Ａの列でいうと４列であること、である。例えば、受波用配線２４−Ａ１に接続されている振動子１２Ａが並んでいる列は、図４に示すように、Ｘ軸の正方向に沿って４列周期で現れる。また、列の間隔は均一（図１に示した間隔設定下ではλ／２）である。これらは、受波用配線２４−Ａ２〜２４−Ａ４でも同様である。振動子アレイＢ，Ｃにおいても、図５及び図６に示すようにＺ軸周りに±２π／３［ｒａｄ］回転させた方向に沿って、同様の空間的繰返しが現れる。先提案技術では繰返し周期が６列であり列間隔が均一であったため６通りの移相制御信号値が必要であったが、本実施形態では引き続き列間隔が均一であるが繰返し周期が４列に減ったため、移相制御信号値は４通り（π，±π／２，０）でよい。
【００４２】
図７〜図１２に、本実施形態に係る装置にて実現したビームの例を示す。まず、図７及び図８に示す指向性パターンは、それぞれ、信号ＴＸ１及びＴＸ２を逆相としたときにＸＺ平面にて形成される送信ビームと、そのとき形成される６本の送信ビームの俯瞰とを、示している。次に、図９及び図１０に示す指向性パターンは、信号ＴＸ１及びＴＸ２を同相としたときにＸＺ平面にて形成される送信ビームと、そのとき形成される１本の送信ビームの俯瞰とを、示している。更に、図１１及び図１２に示す指向性パターンは、ＢＭＡ１に係る受波系統出力における指向性パターンであり、それぞれＸＺ平面におけるビームと、その俯瞰とを示している。
【００４３】
本発明の実施に当たっては、様々な変形が可能である。例えば、信号ＴＸ１にて励振される振動子１２Ａについては正電極１４が輻射方向を向き負電極１６が背面を向くよう配置し、信号ＴＸ２にて励振される振動子１２Ａについては正電極１４が背面を向き負電極１６が輻射方向を向くよう配置して、輻射方向側にある電極を励振用配線２２により接続し背面側にある電極を受波用配線２４により接続するようにしてもよい。このようにした場合、信号ＴＸ１及びＴＸ２が同相であるときには６個のビームが形成され、逆相であるときには１個のビームが形成される。この場合、表２とは若干異なる移相量による移相処理が必要になるが、本願の開示を参照した同分野の技術者にとっては、この点は自明であろう。また、ある振動子１２Ａとその周囲の振動子１２Ａとを直列接続して振動子アレイにシェーディングを施すようにしてもよい。更に、逆相励振／合成に限らず、一般に異相励振／合成を行うことができる。その場合、振動子１２Ａの中心間隔を、駆動信号間位相差に応じてずらす。同相励振／合成と逆相励振／合成とを使用者からの指令で又は適当な周期で自動的に切り換えるようにしてもよい。更に、複数の受信ビームを全て同時に合成するのではなく必要なビームだけを使用してもよい。同一の移相回路をあるときには第１のビームの合成に使用し他の場合には第２のビームの合成に使用するといった切換を随時行うようにしてもよい。また、本発明に係る超音波送受波器をＺ軸の回りに機械的に回転できる機構を設けることによって、斜め方向の探知範囲を固定６方向から更に拡大できる。そして、本発明は、魚群探知機の一部を構成する超音波送受波器に限定適用されるものではない。即ち、多数の方向を同時に探知・監視する必要乃至要請がある分野であれば、本発明に係る超音波送受波器乃至超音波送受波装置を適用できる。そのような例としては、例えば潮流計がある。更に、多面魚群探知機を構成する各超音波送受波器や計量型魚群探知機等に使用される超音波送受波器を、本発明に係る構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態における振動子配列規則を示すＸＹ平面図である。
【図２】  この実施形態における振動子の形状を示す図であり、特に（ａ）は斜視外観図、（ｂ）は輻射面形状図である。
【図３】  この実施形態における励振側結線規則を示すＸＹ平面図である。
【図４】  この実施形態における受波側結線規則のうち振動子アレイＡに関連する部分を示すＸＹ平面図である。
【図５】  この実施形態における受波側結線規則のうち振動子アレイＢに関連する部分を示すＸＹ平面図である。
【図６】  この実施形態における受波側結線規則のうち振動子アレイＣに関連する部分を示すＸＹ平面図である。
【図７】  この実施形態に係る装置にて得られたビームの一例をＸＺ平面にて示す指向特性図である。
【図８】  図７に示したビームを俯瞰的に示す指向特性図である。
【図９】  この実施形態に係る装置にて得られたビームの他の一例をＸＺ平面にて示す指向特性図である。
【図１０】  図９に示したビームの一例を俯瞰的に示す指向特性図である。
【図１１】  この実施形態に係る装置にて得られたビームの更に他の一例をＸＺ平面にて示す指向特性図である。
【図１２】  図１１に示したビームの一例を俯瞰的に示す指向特性図である。
【図１３】  先提案技術における超音波送受波器の構成を示す図であり、特に（ａ）は振動子配置を示すＸＹ平面図、（ｂ）は振動子収納状態を示すＩ−Ｉ断面図である。
【図１４】  この先提案技術における正三角形格子パターンを概念的に示すＸＹ平面図である。
【図１５】  この先提案技術における繰返しパターンを概念的に示すＸＹ平面図である。
【図１６】  この先提案技術における振動子アレイＡに係る受波用配線の接続パターンを概念的に示すＸＹ平面図である。
【図１７】  この先提案技術における振動子アレイＢに係る受波用配線の接続パターンを概念的に示すＸＹ平面図である。
【図１８】  この先提案技術における振動子アレイＣに係る受波用配線の接続パターンを概念的に示すＸＹ平面図である。
【図１９】  この先提案技術における励振側及び受波側結線規則を示す図であり、特に（ａ）は振動子アレイＡの構成を示すＸＹ平面図、（ｂ）は同相励振時等位相面及び送信ビームを示すＸＺ平面図、（ｃ）は逆相励振時等位相面及び送信ビームを示すＸＺ平面図である。
【図２０】  先提案技術における励振側及び受波側結線規則、特に振動子アレイＢの構成を概念的に示すＸＹ平面図である。
【図２１】  先提案技術における励振側及び受波側結線規則、特に振動子アレイＣの構成を概念的に示すＸＹ平面図である。
【図２２】  先提案技術及び本発明の実施形態におけるビーム指向性を概念的に示す図であり、特に（ａ）はＸＺ平面図、（ｂ）はＸＹ平面投影図である。
【図２３】  同相／逆相時間差励振を示すタイミングチャートである。
【図２４】  魚群探知機の全体構成を示すブロック図である。
【図２５】  送受切換器の構成を示す回路図である。
【図２６】  ビーム合成回路の構成を示すブロック図である。
【図２７】  結合器の構成を示すブロック図である。
【図２８】  移相処理の実現手法を示す回路図である。
【符号の説明】
１２Ａ  振動子、２２−１，２２−２  励振用配線、２４−Ａ１，２４−Ａ２，…２４−Ｃ４  受波用配線、２６  制御回路、２８，３０  駆動信号発生回路、３６  超音波送受波器、４０  ビーム合成回路、５２  送受切換器、Ａ，Ｂ，Ｃ  振動子アレイ、ＢＭＡ１，ＢＭＡ２，…ＢＭ０  ビーム、Ｄ  振動子中心間隔、ＬＳ１−１〜ＬＳ１−１２，ＬＳ２−１〜ＬＳ２−１２，…ＬＳ７−１〜ＬＳ７−１２  移相制御信号、ＲＸＳ１〜ＲＸＳ１２  増幅された受信信号、Ｓ１，Ｓ２  駆動信号、Ｔ０  送信繰返し周期、Ｔ１  同相励振期間、Ｔ２  逆相励振期間、Ｔ３  同相逆相励振時間差、ＴＸ１，ＴＸ２  増幅された駆動信号。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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