(57)【要約】【課題】送信波の音圧レベルや受信感度を調整するための手間を軽減する。【解決手段】ソーナー装置１００は、送信波を水中へ送信する送信系回路１０１と、水中の音波を受信し、送信波が水中の物体で反射した反響波を受信波から検出する受信系回路１０３と、送信波の送信指示を送信系回路１０１に出力し、送信指示を出力した後に受信系回路１０３によって反響波が検出されたか否かに基づいて、水中の物体を検知する制御系回路１０５と、送信波の音圧レベルを補正するための送信補正値を記憶する送信系記憶部１０２とを備える。送信系回路１０１は、送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記送信波の音圧レベルを補正するための送信補正値を記憶する送信系記憶部とを備え、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを前記送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とするソーナー装置。
【請求項２】
前記送信系回路は、
前記送信指示を受けると、予め定められた波形の音圧レベルを前記送信補正値によって補正し、当該補正した音圧レベルの波形を示すデジタルデータを出力する送信波形生成回路と、
前記送信波形生成回路から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換回路と、
前記Ｄ／Ａ変換回路から出力されたアナログ信号を増幅して出力するパワーアンプと、
前記パワーアンプから出力されたアナログ信号を昇圧して出力する昇圧用トランスと、
前記昇圧用トランスから出力されたアナログ信号に応じた送信波を前記水中へ送信する送信用圧電素子とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のソーナー装置。
【請求項３】
前記送信系回路は、複数系統備えられ、
前記送信系記憶部は、前記送信系回路の系統ごとに、送信用圧電素子の識別情報と、送信補正値とを対応付けて記憶しており、
送信波形生成回路の各々は、予め定められた波形の音圧レベルを、同じ系統の前記送信用圧電素子に対応付けられた前記送信補正値によって補正し、当該補正した音圧レベルの波形を示すデジタルデータを出力する
ことを特徴とする請求項２に記載のソーナー装置。
【請求項４】
前記受信波の音圧レベルを補正するための受信補正値を記憶する受信系記憶部をさらに備え、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のソーナー装置。
【請求項５】
前記受信系回路は、
前記水中の音波を受信し、当該受信波に応じたアナログ信号を出力する受信用圧電素子と、
前記受信用圧電素子から出力されたアナログ信号のうち、予め定められた周波数帯域の音波を示すアナログ信号を出力するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタから出力されたアナログ信号を増幅するプリアンプと、
前記プリアンプによって増幅されたアナログ信号をデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する反響波検出回路とを含む
ことを特徴とする請求項４に記載のソーナー装置。
【請求項６】
前記受信系回路は、複数系統備えられ、
前記受信系記憶部は、前記受信系回路の系統ごとに、受信用圧電素子の識別情報と、受信補正値とを対応付けて記憶しており、
反響波検出回路の各々は、同じ系統の前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを、同じ系統の前記受信用圧電素子に対応付けられた前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とする請求項５に記載のソーナー装置。
【請求項７】
前記送信系回路は、送信波を水中へ送信するための送信用圧電素子を含み、
前記受信用圧電素子と前記送信用圧電素子とは、共通の圧電素子により構成される
ことを特徴とする請求項５に記載のソーナー装置。
【請求項８】
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記受信波の音圧レベルを補正するための受信補正値を記憶する受信系記憶部とを備え、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とするソーナー装置。
【請求項９】
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを予め定められた送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とするソーナー装置用の物体検知方法。
【請求項１０】
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを予め定められた受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とするソーナー装置用の物体検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーナー装置及びソーナー装置用の物体検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーナー装置は、水中を伝搬する音波に基づいて、水中の物体を検知する装置であり、その方式には、アクティブ方式、パッシブ方式などがある。アクティブ方式は、ソーナー装置が音波を送信し、その送信波の反響波を受信して水中の物体を検知する方式である。パッシブ方式は、ソーナー装置自身が音波を送信することなく、水中の物体から放射され、水中を伝搬した音波を利用して水中の物体を検知する方式である。
【０００３】
ソーナー装置は、一般的に、送信波や受信波を増幅する増幅器を備える。例えば特許文献１に記載のソーナー装置は、複数の送波素子の各々を励起するための励起信号を生成し出力する励振信号生成回路と、励振信号を個別に増幅して対応する各送波素子へ個別に送り込む増幅器とを備える。同文献に記載のソーナー装置は、各受信素子で受信した目標物からの反射ドップラー信号を増幅する増幅器を備える。
【０００４】
一般的に、ソーナー装置を構成する部品、素子などの製造誤差、経年劣化などが原因となって、送信波の音圧レベルや受信感度が所定の規格に適合しなくなることがある。そこで、ソーナー装置が所定の規格に適合する音圧レベルの送信波を出力し、或いは、ソーナー装置が所定の規格に適合する受信感度を実現するように、増幅器の増幅率が調整されることが多い。増幅器の増幅率は、一般的に、増幅器に搭載される抵抗部品の抵抗値などで決まる。そのため、製造時やメンテナンス時には、送信波の音圧レベルや受信感度を計測し、その測定結果が所定の規格に適合するように、抵抗部品が適宜交換される。
【０００５】
例えば、送信波の音圧レベルや受信感度を調整するために、次のような作業が行われる。まず、送信波の音圧レベルや受信感度を計測する際、作業者は、ソーナー装置を水圧に耐える容器に収容して、水中にソーナー装置を沈めて実際にソーナー装置に音波を送信又は受信させる。次に、作業者は、測定結果に応じて、容器を水中から引き揚げて、容器からソーナー装置を取り出して抵抗部品を交換する。作業者は、送信波の音圧レベルや受信感度が所定の規格に適合するまで、これらの作業を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１６８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、測定結果に基づいて増幅器の抵抗部品の交換を繰り返すという上述の方法では、送信波の音圧レベルや受信感度を調整するための手間が大きいという問題がある。特に、ソーナー装置には、１０〜１０００個の送波素子や受信素子と、送波素子や受信素子の各々に対応する増幅器を備えるものがある。このような、複数の送波素子や受信素子を備えるソーナー装置では、各増幅器の抵抗部品を調整する必要があり、その手間は、膨大なものとなる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、送信波の音圧レベルや受信感度を調整するための手間を軽減することが可能なソーナー装置などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るソーナー装置は、
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記送信波の音圧レベルを補正するための送信補正値を記憶する送信系記憶部とを備え、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを前記送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点に係るソーナー装置は、
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記受信波の音圧レベルを補正するための受信補正値を記憶する受信系記憶部とを備え、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とするソーナー装置。
【００１１】
本発明の第３の観点に係るソーナー装置用の物体検知方法は、
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを予め定められた送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点に係るソーナー装置用の物体検知方法は、
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを予め定められた受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、送信波の音圧レベルや受信感度を調整するための手間を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るソーナー装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る送信補正値設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態に係る受信補正値設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る物体探知処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】変形例２に係るソーナー装置の構成を示す図である。
【図６】変形例３に係るソーナー装置の構成を示す図である。
【図７】変形例４に係る送信用圧電素子の配置例を示す図である。
【図８】変形例４に係る送信補正テーブルの一例を示す図である。
【図９】変形例４に係る受信補正テーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明の一実施の形態に係るソーナー装置１００は、水中の音波を受信することによって、水中の物体を検知する装置である。ここで、水中は、水底を含み、また、海中及び海底を含む。水中の物体の例として、魚群、潜水艇、沈没船を挙げることができる。ソーナー装置１００が水中の物体について検知する内容には、例えばソーナー装置１００を基準として、その物体の方位、その物体までの距離などがある。
【００１７】
ソーナー装置１００は、図１に示すように、送信系回路１０１と、送信系記憶部１０２と、受信系回路１０３と、受信系記憶部１０４と、制御系回路１０５とを備える。
【００１８】
送信系回路１０１は、音波を生成して、生成した音波を送信波として水中へ送信（放射）する。送信系記憶部１０２は、送信補正値を記憶している。送信補正値は、送信系回路１０１からの送信波の振幅（音圧レベル）を補正するための値である。
【００１９】
受信系回路１０３は、水中の音波を受信し、その受信した音波（受信波）から反響波を検出する。反響波は、送信系回路１０１から送信された送信波が水中の物体で反射した音波である。
【００２０】
受信系記憶部１０４は、受信補正値を保存するための記憶部である。受信補正値は、受信系回路１０３の受信感度を補正するための値である。受信感度は、例えば、Ｓ／Ｎ比などで予め規定された品質以上でソーナー装置が受信することができる音波の振幅（音圧レベル）である。
【００２１】
制御系回路１０５は、例えばユーザからの指示に基づいて、送信波の送信指示を送信系回路１０１に出力する。そして、制御系回路１０５は、送信指示を出力した後であってその出力時から予め定められた期間内に受信系回路１０３によって反響波が検出されたか否かに基づいて、水中の物体を検知する。
【００２２】
詳細には、送信系回路１０１は、送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する。送信系回路１０１は、図１に示すように、送信波形生成回路１０６と、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換回路１０７と、パワーアンプ１０８と、昇圧用トランス１０９と、送信用圧電素子１１０とを含む。
【００２３】
送信波形生成回路１０６は、制御系回路１０５から送信指示を受けると、送信系記憶部１０２が記憶している送信補正値を参照する。
【００２４】
そして、送信波形生成回路１０６は、予め定められた波形の音圧レベルを、参照した送信補正値によって補正する。送信波形生成回路１０６は、具体的には例えば、参照した送信補正値を予め定められた波形の音圧レベルに乗じた波形を生成する。
【００２５】
送信波形生成回路１０６は、音圧レベルを補正した波形を示すデジタルデータを出力する。デジタルデータは、電気信号であり、以下においても同様である。
【００２６】
送信波形生成回路１０６は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのプロセッサによって実現される。
【００２７】
Ｄ／Ａ変換回路１０７は、送信波形生成回路１０６から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力する。アナログ信号は、電気信号であり、以下においても同様である。
【００２８】
Ｄ／Ａ変換回路１０７は、一般的なＤ／Ａコンバータであってもよく、１ｂｉｔのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データをアナログ信号に変換する回路であってもよい。
【００２９】
パワーアンプ１０８は、Ｄ／Ａ変換回路１０７から出力されたアナログ信号を増幅して出力する。
【００３０】
昇圧用トランス１０９は、パワーアンプ１０８から出力されたアナログ信号を昇圧して出力する。
【００３１】
送信用圧電素子１１０は、昇圧用トランス１０９から出力されたアナログ信号に応じた送信波を水中へ送信する。
【００３２】
詳細には、送信系記憶部１０２は、送信補正値が予め設定される。例えば、送信系記憶部１０２は、制御系回路１０５及び送信波形生成回路１０６を介した補正値制御装置１１１からの指示に基づいて、送信補正値が設定される。
【００３３】
一般的に、送信系回路１０１を構成するアナログ系部品であるパワーアンプ１０８、昇圧用トランス１０９、送信用圧電素子１１０などには、電気的特性の製造誤差や経年変化がある。そのため、送信補正値は、このような製造誤差や経年変化が送信レベルに与える影響を補正し、送信レベルが予め定められる規格に適合するように、例えば予め組み込まれたプログラムに従って動作する補正値制御装置１１１により決定される。
【００３４】
送信系記憶部１０２は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって実現される。また、補正値制御装置１１１は、汎用のパーソナルコンピュータ、端末装置などによって実現される。
【００３５】
詳細には、受信系回路１０３は、水中の音波を受信すると、受信波の音圧レベルを受信補正値によって補正し、この補正した受信波から反響波を検出する。受信系回路１０３は、図１に示すように、受信用圧電素子１１２と、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１３と、プリアンプ１１４と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路１１５と、反響波検出回路１１６とを含む。
【００３６】
受信用圧電素子１１２は、水中の音波を受信し、この受信した音波（受信波）に応じたアナログ信号を出力する。
【００３７】
ここで、送信波が送信された時にソーナー装置１００から予め定められた範囲の水中に物体がある場合、送信波がその物体で反射する。そのため、この場合、受信用圧電素子１１２が受信する受信波には、物体での反響波が含まれることになる。
【００３８】
ＢＰＦ１１３は、受信用圧電素子１１２から出力されたアナログ信号のうち、予め定められた周波数帯域の音波を示すアナログ信号を出力する。
【００３９】
プリアンプ１１４は、ＢＰＦ１１３から出力されたアナログ信号を増幅する。プリアンプ１１４は、Ａ／Ｄ変換回路１１５の入力レンジに適合するように、アナログ信号を増幅する。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換回路１１５は、前記プリアンプによって増幅されたアナログ信号をデジタルデータに変換して出力する
【００４１】
反響波検出回路１１６は、Ａ／Ｄ変換回路１１５から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを受信補正値によって補正する。
【００４２】
そして、反響波検出回路１１６は、指向性合成処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の周波数分析処理、反響波のドップラー変位検出処理等の各種の信号処理を行う。これによって、反響波検出回路１１６は、その補正した受信波から反響波を検出する。
【００４３】
反響波検出回路１１６は、反響波を検出した結果を制御系回路１０５へ出力する。
【００４４】
反響波検出回路１１６は、例えば、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、ＤＳＰなどのプロセッサによって実現される。
【００４５】
詳細には、受信系記憶部１０４は、受信補正値が予め設定される。例えば、受信系記憶部１０４は、制御系回路１０５及び反響波検出回路１１６を介した補正値制御装置１１１からの指示に基づいて、受信補正値が設定される。
【００４６】
一般的に、受信系回路１０３を構成するアナログ系部品である受信用圧電素子１１２、ＢＰＦ１１３、プリアンプ１１４などには、電気的特性の製造誤差や経年変化がある。そのため、送信補正値は、このような製造誤差や経年変化が送信レベルに与える影響を補正し、受信感度が予め定められる規格に適合するように、例えば予め組み込まれたプログラムに従って動作する補正値制御装置１１１により決定される。
【００４７】
受信系記憶部１０４は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって実現される。
【００４８】
制御系回路１０５は、予め定められた波形を送信系回路１０１に指示する。
【００４９】
また、制御系回路１０５は、送信系回路１０１が送信波を送信するタイミングである送信タイミングを制御する。送信タイミングを制御する方法は、適宜選択されてよく、例えば、送信タイミングは、送信系回路１０１に送信指示を出力するタイミングによって制御される
【００５０】
さらに、制御系回路１０５は、受信系回路１０３から反響波の検出結果を取得する。制御系回路１０５は、反響波が検出された場合に、送信タイミングと、受信系回路１０３が反響波を受信したタイミング（受信タイミング）とに基づいて、ソーナー装置１００と水中の物体との距離を求める。
【００５１】
さらに、制御系回路１０５は、検出された反響波の音圧レベルを受信系回路１０３から取得し、取得した音圧レベルを、例えば液晶パネルなどの表示部（図示せず）に表示させる。
【００５２】
これまで、本発明の一実施の形態に係るソーナー装置１００の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係るソーナー装置１００の動作について説明する。
【００５３】
ソーナー装置１００は、例えばユーザの操作を受けた補正値制御装置１１１から、送信補正値を設定する指示を受け付けると、図２に示す送信補正値設定処理を実行する。送信補正値設定処理は、予め定められた規格に送信波の音圧レベルを適合させる送信補正値を設定するための処理である。送信補正値設定処理の開始時には、予め定められた初期値が送信補正値として送信系記憶部１０２に設定されている。
【００５４】
送信系回路１０１が、送信波を送信する（ステップＳ１０１）。詳細には、送信波形生成回路１０６、Ｄ／Ａ変換回路１０７、パワーアンプ１０８、昇圧用トランス１０９、送信用圧電素子１１０が、上述のように、順に動作する。
【００５５】
ユーザが測定機器などを用いて、送信系回路１０１から送信された送信波の音圧レベルを測定する。そして、補正値制御装置１１１は、例えばユーザの入力に基づいて、測定された送信波の音圧レベルを取得する（ステップＳ１０２）。
【００５６】
補正値制御装置１１１は、ステップＳ１０２で取得した送信波の音圧レベルが、予め定められた規格に適合しているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
【００５７】
補正値制御装置１１１は、規格に適合していないと判断した場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、ステップＳ１０２で入力された音圧レベルを参照し、予めインストールされたプログラムに従って送信補正値を求める。補正値制御装置１１１は、求めた送信補正値を、制御系回路１０５及び送信波形生成回路１０６を介して送信系記憶部１０２に記憶させる。これにより、補正値制御装置１１１は、送信系記憶部１０２の送信補正値を変更する（ステップＳ１０４）。
【００５８】
そして、送信系回路１０１及び補正値制御装置１１１は、送信波の音圧レベルが予め定められた規格に適合するまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を繰り返し実行する。
【００５９】
補正値制御装置１１１は、規格に適合していると判断した場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、送信補正値設定処理を終了する。これにより、予め定められた規格に送信波の音圧レベルを適合させる送信補正値が送信系記憶部１０２に設定される。
【００６０】
ソーナー装置１００は、例えばユーザの操作を受けた補正値制御装置１１１から、受信補正値を設定する指示を受け付けると、図３に示す受信補正値設定処理を実行する。受信補正値設定処理は、予め定められた規格に受信感度を適合させる受信補正値を設定するための処理である。受信補正値設定処理の開始時には、予め定められた初期値が受信補正値として受信系記憶部１０４に設定されている。また、受信補正値設定処理は、送信波を反射させる物体を予め水中に設定した状態で開始される。
【００６１】
なお、受信補正値設定処理は、上述の送信補正値設定処理を実行した後など、予め定められた規格に適合する送信波を送信可能な状態で実行されることが望ましい。
【００６２】
送信系回路１０１が、予め定められた音圧レベルの送信波を送信する（ステップＳ１０１）。詳細には、送信波形生成回路１０６、Ｄ／Ａ変換回路１０７、パワーアンプ１０８、昇圧用トランス１０９、送信用圧電素子１１０が、上述のように、順に動作する。
【００６３】
受信系回路１０３は、音波を受信する（ステップＳ２０２）。詳細には、受信用圧電素子１１２が、水中の音波を受信する（ステップＳ２０２）。このときの受信波には、ステップＳ２０１にて送信した送信波が、予め水中に設定された物体で反射した反響波が含まれる。
【００６４】
受信系回路１０３は、受信した音波である受信波から反響波を検出する（ステップＳ２０３）。詳細には、ＢＰＦ１１３、プリアンプ１１４、Ａ／Ｄ変換回路１１５、反響波検出回路１１６は、上述のように、順に動作し、これによって、受信波から反響波を検出する（ステップＳ２０３）。
【００６５】
補正値制御装置１１１は、反響波検出回路１１６から、検出結果として反響波の音圧レベルを取得する（ステップＳ２０４）。
【００６６】
補正値制御装置１１１は、ステップＳ２０４で取得した反響波の音圧レベルが、予め定められた規格に適合しているか否かを判断する（ステップＳ２０５）。
【００６７】
補正値制御装置１１１は、規格に適合していないと判断した場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、ステップＳ２０４で取得した音圧レベルを参照し、予めインストールされたプログラムに従って受信補正値を求める。補正値制御装置１１１は、求めた受信補正値を、制御系回路１０５及び反響波検出回路１１６を介して送信系記憶部１０２に記憶させる。これにより、補正値制御装置１１１は、受信系記憶部１０４の受信補正値を変更する（ステップＳ２０６）。
【００６８】
そして、受信系回路１０３及び補正値制御装置１１１は、受信波の音圧レベルが予め定められた規格に適合するまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理を繰り返し実行する。
【００６９】
補正値制御装置１１１は、規格に適合していると判断した場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、受信補正値設定処理を終了する。これにより、予め定められた規格に受信感度を適合させる受信補正値が受信系記憶部１０４に設定される。
【００７０】
ソーナー装置１００は、例えばユーザの操作を受けた操作部（図示せず）から水中の物体を探知する指示を制御系回路１０５が受け付けると、それを終了する指示を受け付けるまで、図４に示す物体検知処理を繰り返し実行する。物体検知処理は、水中の物体を検知するための処理である。
【００７１】
なお、物体検知処理は、上述の送信補正値設定処理及び受信補正値設定処理を実行した後など、予め定められた規格に適合する送信波を送信可能な状態で、かつ、予め定められた規格に適合する受信感度で実行されることが望ましい。
【００７２】
送信系回路は、送信系回路１０１が出力した送信波の送信指示を受けて、予め定められた音圧レベルを予め定められた送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する（ステップＳ３０１）。詳細には、送信波形生成回路１０６、Ｄ／Ａ変換回路１０７、パワーアンプ１０８、昇圧用トランス１０９、送信用圧電素子１１０が、上述のように、順に動作する。
【００７３】
受信系回路１０３は、音波を受信する（ステップＳ３０２）。詳細には、受信用圧電素子１１２が、水中の音波を受信する（ステップＳ３０２）。
【００７４】
受信系回路１０３は、受信波の音圧レベルを予め定められた受信補正値によって補正し、この補正した受信波から反響波を検出する（ステップＳ３０３）。詳細には、ＢＰＦ１１３、プリアンプ１１４、Ａ／Ｄ変換回路１１５、反響波検出回路１１６は、上述のように、順に動作し、これによって、受信波から反響波を検出する（ステップＳ３０３）。
【００７５】
制御系回路１０５は、ステップＳ３０３での検出結果を取得すると、その検出結果に基づいて、ステップＳ３０１にて出力してから予め定められた時間内に反響波が検出されたか否かを判断する（ステップＳ３０４）。
【００７６】
反響波が検出されていないと判断した場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、制御系回路１０５は、物体検知処理を終了する。
【００７７】
反響波が検出されたと判断した場合（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、制御系回路１０５は、ステップＳ３０３での検出結果に基づいて、水中の物体を検知する（ステップＳ３０５）。
【００７８】
例えば、制御系回路１０５は、送信タイミングと受信タイミングとに基づいて、ソーナー装置１００と水中の物体との距離を求める。具体的には例えば、水中での音波の伝搬速度は、約１５００ｍ／秒であるので、時間差（秒）×１５００（ｍ）÷２が、ソーナー装置１００と水中の物体との距離となる。ここでの時間差は、送信タイミングと受信タイミングとの時間差である。
【００７９】
これまで、本発明の一実施の形態について説明した。
【００８０】
本実施の形態によれば、送信系記憶部１０２は、送信補正値を記憶しており、予め定められた音圧レベルを送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する。
【００８１】
このような構成によれば、送信補正値を決定して送信系記憶部１０２に記憶させることによって、送信波の音圧レベルを調整することができる。そのため、例えば、ソーナー装置１００を水中に沈めた状態で、送信波を送信して、その送信波の音圧レベルの測定することを繰り返すことができる。そして、その結果として、送信波の音圧レベルが予め定められた規格に適合するような送信補正値を決定することができる。そのため、送信波の音圧レベルを調整するための手間は、例えばパワーアンプ１０８の抵抗部品の交換を繰り返す場合に通常必要となる手間よりも、軽減される。
【００８２】
従って、送信波の音圧レベルを調整するための手間を軽減することが可能になる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、受信系記憶部１０４は、受信補正値を記憶しており、受信波の音圧レベルを受信補正値によって補正し、この補正した受信波から反響波を検出する。
【００８４】
このような構成によれば、受信補正値を決定して受信系記憶部１０４に記憶させることによって、受信感度を調整することができる。そのため、例えば、ソーナー装置１００を水中に沈めた状態で、送信波を送信して、その反響波の音圧レベルの測定することを繰り返すことができる。そして、その結果として、受信感度が予め定められた規格に適合するような受信補正値を決定することができる。そのため、受信感度を調整するための手間は、例えばパワーアンプ１０８の抵抗部品の交換を繰り返す場合に通常必要となる手間よりも、軽減される。
【００８５】
従って、受信感度を調整するための手間を軽減することが可能になる。
【００８６】
さらに、例えば３〜５年ごとのメンテナンス時に送信補正値設定処理及び受信補正値設定処理が実行されるとよい。これによって、ソーナー装置１００の経年の変化を容易に管理することが可能になる。
【００８７】
（変形例１）
アクティブ方式の例により説明したが、パッシブ方式であってもよい。この場合、ソーナー装置は、上述の実施の形態に係るソーナー装置１００が備える構成のうち、受信系回路１０３と、受信系記憶部１０４と、制御系回路１０５とを備えるとよい。これによっても、実施の形態と同様に、受信感度を調整するための手間を軽減することが可能になる。
【００８８】
（変形例２）
実施の形態では、補正値制御装置１１１が、制御系回路１０５及び送信波形生成回路１０６を介して送信補正値を設定し、制御系回路１０５及び反響波検出回路１１６を介して受信補正値を設定する例により説明した。また、送信波形生成回路１０６と反響波検出回路１１６とが、それぞれ、送信系記憶部１０２と受信系記憶部１０４とを参照する例により説明した。
【００８９】
本変形例に係るソーナー装置２００では、図５に示すように、補正値制御装置１１１が、制御系回路２０５を介して、送信補正値及び受信補正値のそれぞれを送信系記憶部２０２及び受信系記憶部２０４に設定する。
【００９０】
また、送信系回路２０１の送信波形生成回路２０６と受信系回路２０３の反響波検出回路２１６とは、制御系回路２０５を介して、それぞれ、送信系記憶部２０２と受信系記憶部２０４とを参照する。
【００９１】
これによっても、実施の形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００９２】
（変形例３）
実施の形態では、ソーナー装置１００が、送信波を水中へ送信するための送信用圧電素子１１０と、水中の音波を受信するための受信用圧電素子１１２とを、別個に備える例により説明した。
【００９３】
本変形例に係るソーナー装置３００は、図６に示すように、送信系回路３０１と受信系回路３０３とで共通の圧電素子３１７を備える。すなわち、送信系回路３０１の要素である送信波を水中へ送信するための送信用圧電素子と、受信系回路３０３の要素である水中の音波を受信するための受信用圧電素子とが、共通の圧電素子により構成される。
【００９４】
これによっても、実施の形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００９５】
（変形例４）
実施の形態では、ソーナー装置１００が、送信系回路１０１と受信系回路１０３とを１つずつ備える例を説明した。すなわち、実施の形態に係るソーナー装置１００は、１つの送信用圧電素子１１０と１つの受信用圧電素子１１２とを備える。そして、送信波形生成回路１０６とＤ／Ａ変換回路１０７とパワーアンプ１０８と昇圧用トランス１０９と送信用圧電素子１１０とが、１つの送信用圧電素子１１０に接続され１系統の送信系回路１０１を形成する。また、受信用圧電素子１１２とＢＰＦ１１３とプリアンプ１１４とＡ／Ｄ変換回路１１５と反響波検出回路１１６とが１つずつ、１つの受信用圧電素子１１２に接続され１系統の受信系回路１０３を形成する。
【００９６】
しかし、送信用圧電素子及び受信用圧電素子の少なくとも一方が、複数備えられても良い。
【００９７】
本変形例に係るソーナー装置は、複数の送信用圧電素子４１０を備える。複数の送信用圧電素子４１０は、例えば図７に示すように、円筒状に配置される。
【００９８】
そして、本変形例に係るソーナー装置は、複数の送信用圧電素子４１０のそれぞれに対応付けて、複数の送信波形生成回路１０６、Ｄ／Ａ変換回路１０７、パワーアンプ１０８及び昇圧用トランス１０９を備える。
【００９９】
すなわち、本変形例に係るソーナー装置は、Ｎ系統の送信系回路を備える（Ｎは、１以上の整数）。各系統の送信系回路では、１個の送信用圧電素子４１０、１個の送信波形生成回路１０６、１個のＤ／Ａ変換回路１０７、１個のパワーアンプ１０８及び１個の昇圧用トランス１０９が順に接続される。
【０１００】
同様に、本変形例に係るソーナー装置は、複数の受信用圧電素子４１２を備える。複数の受信用圧電素子４１２も、受信用圧電素子４１０と同様に、円筒状に配置される（図７参照）。
【０１０１】
そして、本変形例に係るソーナー装置は、複数の受信用圧電素子４１２のそれぞれに対応付けて、複数のＢＰＦ１１３、プリアンプ１１４、Ａ／Ｄ変換回路１１５及び反響波検出回路１１６を備える。
【０１０２】
すなわち、本変形例に係るソーナー装置は、Ｎ系統の受信系回路を備える。各系統の受信系回路では、１個の受信用圧電素子４１２、１個のＢＰＦ１１３、１個のプリアンプ１１４、１個のＡ／Ｄ変換回路１１５及び１個の反響波検出回路１１６が順に接続される。
【０１０３】
このとき、送信系記憶部には、図８に示すように、送信用圧電素子４１０の各々を識別するための識別情報と、送信補正値とを対応付けた送信補正テーブルが記憶される。図８に例示する送信用圧電素子４１０の識別情報は、送信用圧電素子４１０の各々に付された固有の番号（例えば、１〜Ｎ）である。そして、送信系記憶部が記憶している送信補正テーブルは、Ｎ個の送信波形生成回路１０６の各々によって参照される。
【０１０４】
受信系記憶部には、図９に示すように、受信用圧電素子４１２の各々を識別するための識別情報と、受信補正値とを対応付けた受信補正テーブルが記憶される。図９に例示する受信用圧電素子４１２の識別情報は、受信用圧電素子４１２の各々に付された固有の番号（例えば、１〜Ｎ）である。そして、受信系記憶部が記憶している受信補正テーブルは、Ｎ個の反響波検出回路１１６の各々によって参照される。
【０１０５】
本変形例では、送信系記憶部１０２は、送信系回路の系統ごとに、送信用圧電素子４１０と送信補正値とを対応付けて記憶している。そして、送信系回路の各系統が実施の形態と同様に動作する。このとき、送信波形生成回路１０６の各々は、同じ系統の送信用圧電素子４１０に対応付けられた送信補正値を参照する。これによって、複数の送信用圧電素子４１０の各々は、予め定められた音圧レベルを、対応する送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する。
【０１０６】
このような構成によれば、複数の送信用圧電素子４１０が設けられる場合であっても、例えばソーナー装置を水中に沈めた状態で、送信波を送信して、その送信波の音圧レベルの測定することを繰り返すことができる。そして、その結果として、ソーナー装置を水中に沈めた状態のままで、送信波の音圧レベルが予め定められた規格に適合するような複数の送信補正値を決定することができる。そのため、送信波の音圧レベルを調整するための手間は、例えばパワーアンプ１０８の抵抗部品の交換を繰り返す場合に通常必要となる手間よりも、軽減される。従って、送信波の音圧レベルを調整するための手間を大幅に軽減することが可能になる。
【０１０７】
また、本変形例では、受信系記憶部１０４は、受信系統の系統ごとに、受信用圧電素子４１２と受信補正値とを対応付けて記憶している。そして、受信系回路の各系統が実施の形態と同様に動作する。このとき、反響波検出回路１１６の各々は、同じ系統の受信用圧電素子４１２に対応付けられた受信補正値を参照する。これによって、複数の反響波検出回路１１６の各々は、同じ系統のＡ／Ｄ変換回路１１５から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを、対応する受信補正値によって補正し、この補正した受信波から反響波を検出する。
【０１０８】
このような構成によれば、複数の受信用圧電素子４１２が設けられる場合であっても、例えばソーナー装置を水中に沈めた状態で、送信波を送信して、その反響波の音圧レベルの測定することを繰り返すことができる。そして、その結果として、ソーナー装置を水中に沈めた状態のままで、受信感度が予め定められた規格に適合するような受信補正値を決定することができる。そのため、受信感度を調整するための手間は、例えばパワーアンプ１０８の抵抗部品の交換を繰り返す場合に通常必要となる手間よりも、大幅に軽減される。従って、受信感度を調整するための手間を大幅に軽減することが可能になる。
【０１０９】
以上、本発明の実施の形態及び変形例について説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限られない。本発明は、実施の形態及び変形例の一部又は全部を適宜組み合わせた形態、その形態に適宜変更を加えた形態をも含む。
【０１１０】
上記の実施の形態及び変形例の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが以下には限られない。
（付記１）
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記送信波の音圧レベルを補正するための送信補正値を記憶する送信系記憶部とを備え、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを前記送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とするソーナー装置。
（付記２）
前記送信系回路は、
前記送信指示を受けると、予め定められた波形の音圧レベルを前記送信補正値によって補正し、当該補正した音圧レベルの波形を示すデジタルデータを出力する送信波形生成回路と、
前記送信波形生成回路から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換回路と、
前記Ｄ／Ａ変換回路から出力されたアナログ信号を増幅して出力するパワーアンプと、
前記パワーアンプから出力されたアナログ信号を昇圧して出力する昇圧用トランスと、
前記昇圧用トランスから出力されたアナログ信号に応じた送信波を前記水中へ送信する送信用圧電素子とを含む
ことを特徴とする付記１に記載のソーナー装置。
（付記３）
前記送信系回路は、複数系統備えられ、
前記送信系記憶部は、前記送信系回路の系統ごとに、送信用圧電素子の識別情報と、送信補正値とを対応付けて記憶しており、
送信波形生成回路の各々は、予め定められた波形の音圧レベルを、同じ系統の前記送信用圧電素子に対応付けられた前記送信補正値によって補正し、当該補正した音圧レベルの波形を示すデジタルデータを出力する
ことを特徴とする付記２に記載のソーナー装置。
（付記４）
前記受信波の音圧レベルを補正するための受信補正値を記憶する受信系記憶部をさらに備え、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とする付記１に記載のソーナー装置。
（付記５）
前記受信系回路は、
前記水中の音波を受信し、当該受信波に応じたアナログ信号を出力する受信用圧電素子と、
前記受信用圧電素子から出力されたアナログ信号のうち、予め定められた周波数帯域の音波を示すアナログ信号を出力するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタから出力されたアナログ信号を増幅するプリアンプと、
前記プリアンプによって増幅されたアナログ信号をデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する反響波検出回路とを含む
ことを特徴とする付記４に記載のソーナー装置。
（付記６）
前記受信系回路は、複数系統備えられ、
前記受信系記憶部は、前記受信系回路の系統ごとに、受信用圧電素子の識別情報と、受信補正値とを対応付けて記憶しており、
反響波検出回路の各々は、同じ系統の前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータが示す受信波の音圧レベルを、同じ系統の前記受信用圧電素子に対応付けられた前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とする付記５に記載のソーナー装置。
（付記７）
前記送信系回路は、送信波を水中へ送信するための送信用圧電素子を含み、
前記受信用圧電素子と前記送信用圧電素子とは、共通の圧電素子により構成される
ことを特徴とする付記４に記載のソーナー装置。
（付記８）
送信波を水中へ送信する送信系回路と、
前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出する受信系回路と、
前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知する制御系回路と、
前記受信波の音圧レベルを補正するための受信補正値を記憶する受信系記憶部とを備え、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを前記受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とするソーナー装置。
（付記９）
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記送信系回路は、前記送信指示を受けると、予め定められた音圧レベルを予め定められた送信補正値によって補正した音圧レベルの送信波を送信する
ことを特徴とするソーナー装置用の物体検知方法。
（付記１０）
送信系回路が、送信波を水中へ送信することと、
受信系回路が、前記水中の音波を受信し、前記送信波が前記水中の物体で反射した反響波を前記受信した音波である受信波から検出することと、
制御系回路が、前記送信波の送信指示を前記送信系回路に出力し、当該送信指示を出力した後に前記受信系回路によって反響波が検出されたか否かに基づいて、前記水中の物体を検知することとを含み、
前記受信系回路は、前記水中の音波を受信すると、前記受信波の音圧レベルを予め定められた受信補正値によって補正し、当該補正した受信波から前記反響波を検出する
ことを特徴とするソーナー装置用の物体検知方法。
【符号の説明】
【０１１１】
１００，２００，３００  ソーナー装置
１０１，２０１，３０１  送信系回路
１０２，２０２  送信系記憶部
１０３，２０３，３０３  受信系回路
１０４，２０４  受信系記憶部
１０５，２０５  制御系回路
１０６，２０６  送信波形生成回路
１０７  Ｄ／Ａ変換回路
１０８  パワーアンプ
１０９  昇圧用トランス
１１０，４１０  送信用圧電素子
１１１  補正値制御装置
１１２，４１２  受信用圧電素子
１１３  ＢＰＦ
１１４  プリアンプ
１１５  Ａ／Ｄ変換回路
１１６，２１６  反響波検出回路
３１７  圧電素子
【図１】
2017194279.tif 000003
【図２】
2017194279.tif 000004
【図３】
2017194279.tif 000005
【図４】
2017194279.tif 000006
【図５】
2017194279.tif 000007
【図６】
2017194279.tif 000008
【図７】
2017194279.tif 000009
【図８】
2017194279.tif 000010
【図９】
2017194279.tif 000011