特許 7365705 魚群探知機用送受信器ユニット及びその振動子駆動回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-12

(45)【発行日】2023-10-20

(54)【発明の名称】魚群探知機用送受信器ユニット及びその振動子駆動回路

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/524 20060101AFI20231013BHJP

   G01S 7/526 20060101ALI20231013BHJP

   G01S 15/96 20060101ALI20231013BHJP

【ＦＩ】

G01S7/524 Z

G01S7/526 Z

G01S15/96

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020537246

(86)(22)【出願日】2020-03-06

(86)【国際出願番号】 JP2020009856

(87)【国際公開番号】W WO2021176727

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000243364

【氏名又は名称】本多電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 重雄

【審査官】安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１４９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２６０９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６７９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０４９０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０５０９４５（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７９１７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／５２－ ７／６４，

Ｇ０１Ｓ １５／００－１５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、
前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の一端に対して接続され、
前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の他端に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項2】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
一次巻線及び二次巻線を有し、前記一次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、
前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の一端に対して接続され、
前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の他端に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項3】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、
一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線が第1領域と前記第1領域に連続して巻き足された第２領域とを含んでおり、前記二次巻線の前記第1領域の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記変圧器の前記二次巻線における前記第1領域の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、
前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する一方の前記第２領域の自由端に対して接続され、
前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する他方の前記第２領域の自由端に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の他端側が前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項4】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、
第１巻線部及び前記第１巻線部に連続して巻き足された第２巻線部を有し、前記第１巻線部が一次巻線として機能し、前記第１巻線部に前記第２巻線部を足した部分が二次巻線として機能し、前記超音波振動子と前記一次巻線の両端または前記二次巻線の両端との並列接続により並列共振回路を構成する単巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する直列共振回路部を含んで構成され、
前記直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する前記第２巻線部の自由端に対して接続され、
前記直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項5】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、
第１巻線部、前記第１巻線部に連続して巻き足された第２巻線部及び前記第２巻線部に連続して巻き足された第３巻線部を有し、前記第１巻線部が一次巻線として機能し、前記第１巻線部に前記第２巻線部及び前記第３巻線部を足した部分が二次巻線として機能し、前記超音波振動子と前記第１巻線部及び前記第２巻線部からなる二次巻線第１領域の両端との並列接続により並列共振回路を構成する単巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する直列共振回路部を含んで構成され、
前記直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する前記第３巻線部の自由端に対して接続され、
前記直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項6】

超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、
前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、
一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線が独立した２系統からなり、前記２系統の前記二次巻線のうちの一方の前記二次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、
前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、
前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路と
を備え、
前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、
前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、
前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の一端に対して接続され、
前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の他端に対して接続され、
前記第２の直列共振回路部の他端側が前記入出力用芯線に対して接続されている
ことを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動子駆動回路と、超音波振動子とを備えた魚群探知機用送受信器ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、魚群探知機用送受信器ユニット及びその振動子駆動回路に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、超音波振動子からの超音波の送受信によって魚群などの被探知物を検知する魚群探知機がよく知られている。そして、一般的な魚群探知機において、超音波振動子は、発振回路が生成した高周波の電流に基づいて駆動されるようになっている（例えば引用文献１を参照）。

【0003】

図１２に、従来の魚群探知機１１１における送受信部の電気的構成を概略的に示す。この魚群探知機１１１は、基本的に魚群探知機本体１１２と送受信器ユニット１２１とによって構成されている。魚群探知機本体１１２は送受信回路１１４を備えている。送受信回路１１４は送信回路部１１５と受信回路部１１６とを含んで構成されており、送信回路部１１５及び受信回路部１１６は共通の経路を介して本体側コンセント１１３に電気的に接続されている。本体側コンセント１１３は２芯線用のコンセントであって、２つの信号線用端子ｔ１、ｔ２と１つの接地用端子ｔ３とを有している。

【0004】

一方、送受信器ユニット１２１は、超音波振動子１２５、信号送受用のケーブル、送受信器ユニット側コンセント１２４を備えている。信号送受用のケーブルの内部には、２本の入出力用芯線１２６、１２７が収容されている。これら入出力用芯線１２６、１２７の一端側には送受信器ユニット側コンセント１２４が電気的に接続されている。このコンセント１２４も２芯線用のコンセントであって、２つの信号線用端子ｔ１、ｔ２と１つの接地用端子ｔ３とを有している。信号線用端子ｔ１、ｔ２には入出力用芯線１２６、１２７がそれぞれ接続されており、接地用端子ｔ３にはケーブル内において入出力用芯線１２６、１２７を包囲するシールド１２８が接続されている。入出力用芯線１２６、１２７の他端側には超音波振動子１２５が電気的に接続されている。

【0005】

そして、魚群探知機１１１を使用する場合には、送受信器ユニット側コンセント１２４を本体側コンセント１１３に装着し、魚群探知機本体１１２側と送受信器ユニット１２１側とをケーブルを介して電気的に接続する。この状態で送受信器ユニット１２１を駆動すると、送受信回路１１４の送信回路部１１５が送受信器ユニット１２１側に送信信号を出力する。すると、その送信信号が入出力用芯線１２６、１２７を介して超音波振動子１２５に入力され、所定周波数の超音波振動に変換された後、超音波振動子１２５から超音波が送波される。これに対し、超音波の反射波を超音波振動子１２５が受波すると、受信信号が入出力用芯線１２６、１２７を介して魚群探知機本体１１２側に出力された後、送受信回路１１４の受信回路部１１６に取り込まれるようになっている。

【0006】

また近年においては、例えば図１２の下段左側に示す送受信器ユニット１２１Ａのように、変圧器１３２を用いて送信信号を昇圧して超音波振動子１２５を駆動することが提案されている。なお、この送受信器ユニット１２１Ａでは、例えば変圧器１３２の一次巻線１３３に入出力用芯線１２６、１２７が接続され、一次巻線１３３の２倍の巻数を有する二次巻線１３４に超音波振動子１２５が接続されている。ゆえに、送波時に送信信号の電圧が２倍に昇圧された状態で超音波振動子１２５を駆動することができ、これによって送信利得が改善されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】実公昭５８－３８５号公報（図１等を参照）

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、図１２の下段左側に示すものの場合、変圧器１３２によって送信信号の電圧が２倍に昇圧される一方で、受信信号も同じ変圧器１３２を通過して魚群探知機本体１１２側に戻されることになる。よって、受波時には逆に電圧が１／２に降圧してしまい、受信利得を改善することができないという問題があった。

【0009】

このような問題を回避するためには、例えばトランジスタやリレー等のようなスイッチングデバイスを用いて回路を切り換えることで、受波時において変圧器１３２に受信信号を通過させないようにすればよいとも考えられる。ところが、送信信号のエネルギーは比較的大きいため、その大きなエネルギーに耐えうるスイッチングデバイスを用いるとなると、装置が複雑化・大型化し、コスト高につながるおそれがある。また、一般的な魚群探知機１１１の場合、入出力用芯線１２６、１２７の数に制約（例えば２本）がある。このため、入出力用芯線１２６、１２７の数をさらに増やさないと、スイッチングデバイスの切換制御を行うことができない。

【0010】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、入出力用芯線の数に制約がある場合であっても、比較的簡単な構造で送受利得を改善することができる魚群探知機用送受信器ユニット及びその振動子駆動回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の一端に対して接続され、前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の他端に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。
請求項２に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、一次巻線及び二次巻線を有し、前記一次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の一端に対して接続され、前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線の他端に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線が第1領域と前記第1領域に連続して巻き足された第２領域とを含んでおり、前記二次巻線の前記第1領域の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記変圧器の前記二次巻線における前記第1領域の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する一方の前記第２領域の自由端に対して接続され、前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する他方の前記第２領域の自由端に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の他端側が前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。
請求項４に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、第１巻線部及び前記第１巻線部に連続して巻き足された第２巻線部を有し、前記第１巻線部が一次巻線として機能し、前記第１巻線部に前記第２巻線部を足した部分が二次巻線として機能し、前記超音波振動子と前記一次巻線の両端または前記二次巻線の両端との並列接続により並列共振回路を構成する単巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する直列共振回路部を含んで構成され、前記直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する前記第２巻線部の自由端に対して接続され、前記直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。
請求項５に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、第１巻線部、前記第１巻線部に連続して巻き足された第２巻線部及び前記第２巻線部に連続して巻き足された第３巻線部を有し、前記第１巻線部が一次巻線として機能し、前記第１巻線部に前記第２巻線部及び前記第３巻線部を足した部分が二次巻線として機能し、前記超音波振動子と前記第１巻線部及び前記第２巻線部からなる二次巻線第１領域の両端との並列接続により並列共振回路を構成する単巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記変圧器の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する直列共振回路部を含んで構成され、前記直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記二次巻線を構成する前記第３巻線部の自由端に対して接続され、前記直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。
請求項６に記載の発明は、超音波振動子及び入出力用芯線を含む送受信器ユニット側に設けられ、魚群探知機本体側の送受信回路からの送信信号に基づき前記超音波振動子を駆動する回路であって、前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する変圧器と、一次巻線及び二次巻線を有し、前記二次巻線が独立した２系統からなり、前記２系統の前記二次巻線のうちの一方の前記二次巻線の両端と前記超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成する複巻変圧器としての変圧器と、前記変圧器の一次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記変圧器に対して前記送信信号を入力する送波回路と、前記変圧器の一次側から前記送波回路に到る経路を介することなく前記変圧器の二次側と前記入出力用芯線との間を接続するように設けられ、前記送受信回路に対して前記超音波振動子の受信信号を出力する受波回路とを備え、前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の巻数は、前記変圧器の前記一次巻線の巻数よりも多く、前記受波回路は、前記超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する第１及び第２の直列共振回路部を含んで構成され、前記第１の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の一端に対して接続され、前記第１の直列共振回路部の他端側は、前記入出力用芯線に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の一端側は、前記変圧器の前記２系統の前記二次巻線のうちの他方の前記二次巻線の他端に対して接続され、前記第２の直列共振回路部の他端側が前記入出力用芯線に対して接続されていることを特徴とする魚群探知機用送受信器ユニットの振動子駆動回路をその要旨とする。

【0012】

従って、上記各発明によれば、送波時には送波回路を経て変圧器の一次側に送信信号が入力される。変圧器と超音波振動子とは並列接続により並列共振回路を構成しているため、超音波振動子を駆動するのに適した送信信号が超音波振動子に入力される結果、送信利得が改善される。ここで、受波回路は超音波振動子の使用周波数付近で直列共振してインピーダンスを低減する直列共振回路部を含んで構成されている。そのため、受波時には受波回路側に受信信号が流れやすくなり、変圧器により降圧されずに受信信号が入出力用芯線側に出力される。しかも、変圧器の二次巻線における受波回路の接続部分の巻数は、変圧器の一次巻線の巻数よりも多いため、受信信号が昇圧される。これらのことから受信利得も改善される。従って、入出力用芯線の数に制約がある場合であっても、比較的簡単な構造で送受利得を改善することができる。

【0014】

前記超音波振動子が前記変圧器の前記二次巻線との並列接続により前記並列共振回路を構成している上記発明によれば、例えば昇圧した送信信号で超音波振動子を駆動することができ、送信利得をよりいっそう改善することができる。

【0016】

前記変圧器が単巻変圧器である上記発明によると、一次巻線と二次巻線の一部とを共有した構造であることから、巻線の量が少なくなり、複巻変圧器よりも小型化、軽量化、低コスト化を図りやすくなる。

【0018】

前記変圧器が複巻変圧器である上記発明によると、一次巻線と二次巻線とが別々に巻かれた構造であることから、一次側と二次側とを絶縁して使用することができる。

【0020】

前記変圧器が複巻変圧器であり、前記複巻変圧器における前記二次巻線が、第１領域と前記第１領域に連続して巻き足された第２領域とを含み、前記第１領域に対して前記超音波振動子が接続され、前記第１領域に前記第２領域を足した部分に対して前記受波回路が接続されている上記発明によると、超音波振動子が複巻変圧器の二次巻線の第１領域に対して接続される一方、受波回路は第１領域に第２領域を足した部分に接続されている。即ち、受波回路の接続部分の巻数が超音波振動子の接続部分の巻数よりも多くなることから、超音波振動子からの受信信号は、昇圧された後に受波回路を通過する。よって、受信利得をよりいっそう改善することができる。またこの構成であると、超音波振動子に接続する第１領域の巻数を調整する際の自由度が比較的大きくなる。よって、変圧器と超音波振動子との並列接続により並列共振回路を構成するにあたり好都合となり、送信信号と超音波振動子とを整合しやすくなる。

【0021】

直列共振回路部は、互いに直列に接続されたキャパシタ及びインダクタと、所定電圧値を超えたときに急激に電気抵抗が低くなって電流を流す素子とにより構成され、前記素子が前記キャパシタ及び前記インダクタのいずれかと並列に接続されていてもよい。

【0022】

従って、この構成によると、送波時には、受波回路を構成する直列共振回路部は直列共振する状態とはならず、インピーダンスは蓋然として高い。ゆえに、入出力用芯線側を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路側に流れ込むことは殆どなく、優先的に送波回路側に流れ込んで超音波振動子を駆動させる。受波時には、直列共振回路部は、インダクタとキャパシタとの作用により超音波振動子の使用周波数付近で直列共振する状態となり、インピーダンスが低減される。ゆえに、超音波振動子からの受信信号は送波回路側に流れ込むことは殆どなく、あまり減衰せずに優先的に受波回路側に流れ込むとともに、変圧器により降圧されずに入出力用芯線側に出力される。また、直列共振回路部は基本的にキャパシタとインダクタと上記素子とにより構成された簡易な回路であるため、スイッチングデバイスを用いて切換制御を行う場合とは異なり、装置の複雑化・大型化等を回避することができる。

【0023】

この場合、前記素子が前記インダクタと並列に接続されており、前記インダクタ側が前記変圧器に接続され、前記キャパシタ側が前記入出力用芯線に接続されていてもよい。その理由は、高電圧の送信信号が流れる入出力用芯線の最も近くに配置される部品は耐電圧性を備えていることが要求されるが、耐電圧のキャパシタのほうが耐電圧のインダクタよりも小型かつ安価であるため、接続位置を逆にしたときと比べて装置の小型化や低コスト化が図りやすくなるからである。また、前記素子としては、例えば、バリスタ、ツェナーダイオード及び双方向ダイオードのうちから選択される１種であってもよい。

【0024】

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動子駆動回路と、超音波振動子とを備えた魚群探知機用送受信器ユニットであることをその要旨とする。

【発明の効果】

【0025】

以上詳述したように、請求項１～７に記載の発明によると、入出力用芯線の数に制約がある場合であっても、比較的簡単な構造で送受利得を改善することができる魚群探知機用送受信器ユニット及びその振動子駆動回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明を具体化した第１実施形態の魚群探知機用送受信器ユニットを備える魚群探知機の概略図。

【図2】第１実施形態の魚群探知機用送受信器ユニットにおける振動子駆動回路を示す回路図。

【図3】第２実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図4】第３実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図5】第４実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図6】第５実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図7】第６実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図8】第７実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図9】第８実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図10】別の実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図11】別の実施形態の振動子駆動回路を示す回路図。

【図12】従来の魚群探知機における送受信部の電気的構成を概略的に示す回路図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0027】

［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１、図２に基づき詳細に説明する。図１は本実施形態の送受信器ユニット２１を備える魚群探知機１１の概略図であり、図２は上記送受信器ユニット２１における振動子駆動回路３１を示す回路図である。

【0028】

図１に示されるように、本実施形態の魚群探知機１１は、基本的に魚群探知機本体１２と送受信器ユニット２１とによって構成されている。この送受信器ユニット２１は交換可能であって、使用時には複数種類の中から用途に合ったものが選択される。魚群探知機本体１２は、基本的に図１１に示した従来技術と同様の送受信回路１４を備えている。送受信回路１４は送信回路部１５と受信回路部１６とを含んで構成されており、送信回路部１５及び受信回路部１６は共通の入出力経路１７を介して本体側コンセント１３に電気的に接続されている。本体側コンセント１３は２芯線用のコンセントであって、２つの信号線用端子と１つの接地用端子とを有している。そのうち、２つの信号線用端子には前記共通の入出力経路１７が各々電気的に接続される一方、１つの接地用端子は接地されている。ここで送信回路部１５は、発振回路からの送信ドライブ信号に基づき、前記共通の入出力経路１７を介して送信信号を出力するようになっている。受信回路部１６は、前記共通の入出力経路１７を介して受信信号を受け取るとともにこの受信信号を増幅した後、処理回路に出力するようになっている。

【0029】

図１に示されるように、この送受信器ユニット２１は、ユニット本体２２と、送受信器ユニット側コンセント２４と、それらの間をつなぐ信号送受用のケーブル２３とを備えている。ケーブル２３の内部には、２本の入出力用芯線２６、２７が収容されている。これら入出力用芯線２６、２７の一端側には送受信器ユニット側コンセント２４が電気的に接続されている。このコンセント１２４は２芯線用のコンセントであって、２つの信号線用端子ｔ１、ｔ２と１つの接地用端子ｔ３とを有している（図２参照）。信号線用端子ｔ１には入出力用芯線２６が接続され、信号線用端子ｔ２には入出力用芯線２７が接続されている。接地用端子ｔ３には、ノイズ防止対策のためにケーブル２３内において入出力用芯線２６、２７を包囲するシールド２８が接続されている。

【0030】

本実施形態のユニット本体２２は、振動子駆動回路３１を超音波振動子２５とともに内部に収容して樹脂モールドした構造を有している。超音波振動子２５はユニット本体２２の底部に配置されており、ユニット底面から下方に向けて超音波を発するようになっている。なお、超音波振動子２５の数は本実施形態では１つであるが、２つ以上であってもよい。

【0031】

図２に示されるように、本実施形態の振動子駆動回路３１は、ユニット本体２２内に収容された図示しない回路基板上に実装された複数の電子部品によって構成されている。この振動子駆動回路３１は、変圧器３２と送波回路４１と受波回路５１とを備えている。

【0032】

振動子駆動回路３１を構成する変圧器３２として、本実施形態では一次巻線３５と二次巻線３６とが別々に巻かれた構造の複巻変圧器３２が使用されている。ここでは一次巻線３５の巻数よりも二次巻線３６の巻数のほうが多く、具体的には一次巻線３５の巻数と二次巻線３６の巻数との比率は１：２となっている。一次巻線３５の一端側には、双方向ダイオード４２Ａを介して入出力用芯線２６が電気的に接続されている。一次巻線３５の他端側には、別の双方向ダイオード４２Ｂを介して入出力用芯線２７が電気的に接続されている。なお、これら２つの双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂによって、複巻変圧器３２の一次側と入出力用芯線２６、２７との間を接続するように送波回路４１が構成されている。この送波回路４１における双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂは、所定電圧値以下のときには電流を流さず経路を遮断する（ＯＦＦ状態となる）が、所定電圧値を超えたときに急激に電気抵抗が低くなって電流を流す（ＯＮ状態となる）という性質を有している。なお、本実施形態の双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂは、いずれも２個のダイオードを用いて逆並列構造としたものであり、所定電圧値を超えたときにはどちらの方向にも電流を流すことができる。

【0033】

複巻変圧器３２の二次巻線と超音波振動子２５とは並列に接続されており、このような接続関係により、複巻変圧器３２と超音波振動子２５とにより並列共振回路３３が構成されている。

【0034】

本実施形態において受波回路５１は、キャパシタ５４、インダクタ５３及び双方向ダイオード５５からなる２つの直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂを備えている。キャパシタ５４及びインダクタ５３は互いに直列に接続に接続されている。

【0035】

一方の直列共振回路部５２Ａに属するインダクタ５３の自由端側は、複巻変圧器３２の二次巻線３６と超音波振動子２５との接続点Ｃ１に対して接続されている。また、直列共振回路部５２Ａに属するキャパシタ５４の自由端側は、入出力用芯線２６と双方向ダイオード４２Ａとの接続点Ｃ３に対して接続されている。そして、双方向ダイオード５５はインダクタ５３に対して並列に接続されている。

【0036】

他方の直列共振回路部５２Ｂに属するインダクタ５３の自由端側は、複巻変圧器３２の二次巻線３６と超音波振動子２５との接続点Ｃ２に対して接続されている。また、直列共振回路部５２Ｂに属するキャパシタ５４の自由端側は、入出力用芯線２６と双方向ダイオード４２Ａとの接続点Ｃ４に対して接続されている。そして、双方向ダイオード５５はインダクタ５３に対して並列に接続されている。

【0037】

つまり、これら直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂは、複巻変圧器３２の一次側及び送波回路４２Ａ，４２Ｂを介することなく、複巻変圧器３２の二次側と入出力用芯線２６、２７との間を接続するように設けられている。

【0038】

また、これら直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂでは、超音波振動子２５の使用周波数付近（例えば、超音波振動子２５自身が発した数百ｋＨｚ程度の超音波付近）で直列共振するように、キャパシタ５４及びインダクタ５３が適宜選択されている。本実施形態では、直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂに超音波振動子２５の使用周波数付近の信号が入力した場合、当該回路のインピーダンスが低減される。その結果、双方向ダイオード４２Ａの存在に関係なく、キャパシタ５４及びインダクタ５３を経由して電流を流すことが可能となる。これに対して、直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂに超音波振動子２５の使用周波数付近の信号が入力していない場合、当該回路のインピーダンスが低減されずに高いままとなる。このため、キャパシタ５４及びインダクタ５３を経由して電流を流すことができず、また双方向ダイオード４２Ａを介しても電流を流すことができなくなる。つまり、直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂを含んで構成されたこの受波回路５１は、送波時にはある種のキャパシタとして機能する一方、受波時には超音波振動子２５の使用周波数付近の信号の通過を許容するバンドパスフィルタとして機能する回路であると把握することが可能である。

【0039】

次に、本実施形態の振動子駆動回路３１の動作について説明する。魚群探知機１１を使用する場合には、まず送受信器ユニット２１の種類を選択する。そして、選択された送受信器ユニット２１の送受信器ユニット側コンセント２４を本体側コンセント１３に装着し、魚群探知機本体１１２側と送受信器ユニット１２１側とをケーブル２３を介して電気的に接続する。このとき、２本の入出力用芯線２６、２７が前記共通の入出力経路１７と電気的に接続される。また、シールド２８が魚群探知機本体１１２側において接地される。

【0040】

送波時において送受信器ユニット２１を駆動すると、送受信回路１４の送信回路部１１５が送受信器ユニット２１側に高電圧の送信信号を出力する。通常、送信信号は２つある入出力用芯線２６、２７を介して交互に入力される。例えば一方の入出力用芯線２６を介して送信信号が入力されるとき、受波回路５１を構成する直列共振回路部５２Ａでは、双方向ダイオード５５がＯＦＦ状態となる。ゆえに、直列共振回路部５２Ａの直列共振が打ち消された状態となり、当該回路のインピーダンスは蓋然として高いままとなる。ゆえに、入出力用芯線２６を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、複巻変圧器３２の一次側と二次側との短絡が回避される。よって、送波時の電力ロスが低減される。その一方で、高電圧の送信信号は、送波回路４１の双方向ダイオード４２Ａを介して複巻変圧器３２の一次巻線３５に到ることができる。同様に、他方の入出力用芯線２７を介して送信信号が入力されるとき、受波回路５１を構成する直列共振回路部５２Ｂでは、双方向ダイオード５５がＯＦＦ状態となる。ゆえに、直列共振回路部５２Ｂの直列共振が打ち消された状態となり、当該回路のインピーダンスは蓋然として高いままとなる。ゆえに、入出力用芯線２７を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、複巻変圧器３２の一次側と二次側との短絡が回避される。よって、送波時の電力ロスが低減される。従ってこれらの場合には、一次巻線３５側から二次巻線３６側に到ることで２倍に昇圧された送信振動が超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。その結果、超音波振動子２５が所定周波数で振動し、ユニット本体２２の外部に超音波を発振する。

【0041】

受波時においては、先に超音波振動子２５が発振した超音波の反射波が超音波振動子２５によって受信される。すると、超音波振動子２５が受信信号を受波回路５１に対して出力しようとする。このとき、受波回路５１を構成する直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂには、超音波振動子２５の使用周波数付近の信号が入力されることになる。よって、直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂは、インダクタ５３とキャパシタ５４との作用により直列共振し、相対的にインピーダンスが低減され、電流が流れやすい状態となる。従って、例えば受信信号が超音波振動子２５から接続点Ｃ１を介して出力される場合、受信信号は相対的にインピーダンスが高い一次巻線３５側に流れ込むことは殆どない。その代わりに、受信信号は相対的にインピーダンスが低くなった受波回路５１の直列共振回路部５２Ａ側に流れ込む。そして、受信信号は複巻変圧器３２及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６側に到り、送受信回路１４に対して出力される。同様に、受信信号が超音波振動子２５から接続点Ｃ２を介して出力される場合についても、受信信号は相対的にインピーダンスが高い一次巻線３５側に流れ込むことは殆どない。その代わりに、受信信号は相対的にインピーダンスが低くなった受波回路５１の直列共振回路部５２Ｂ側に流れ込む。そして、受信信号は複巻変圧器３２及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２７側に到り、送受信回路１４に対して出力される。

【0042】

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

【0043】

（１）上記のように構成された本実施形態の振動子駆動回路３１によると、複巻変圧器３２と超音波振動子２５とは並列接続により並列共振回路３３を構成している。そのため、送波時には超音波振動子２５を駆動するのに適した送信信号が、送波回路４１及び複巻変圧器３２を介して超音波振動子２５に入力される。そして送信信号は複巻変圧器３２を通過する際に２倍に昇圧され、送信電圧が増加する。以上の結果、送信利得を改善することができる。また、受波時には受波回路５１側に受信信号が流れやすくなる結果、複巻変圧器３２により降圧されずに受信信号を出力することができる。以上の結果、受信利得についても改善することができる。その一方で、この振動子駆動回路３１では、スイッチングデバイスを用いた切換制御を行っていないので、スイッチングデバイスの使用に伴う装置の複雑化、大型化、高コスト化といった心配がない。しかも、スイッチングデバイスの切換制御のために入出力用芯線２６、２７の数を増やす必要も特にない。以上のことから、本実施形態によれば、入出力用芯線２６、２７の数に制約がある場合であっても、比較的簡単な構造で送受利得を改善することができる。

【0044】

（２）本実施形態の振動子駆動回路３１において、受波回路５１を構成する直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂは、基本的にキャパシタ５４とインダクタ５３と双方向ダイオード５５という３種類の電子部品により構成された簡易な回路である。そのため、比較的安価に構成することができるとともに、スイッチングデバイスを用いて切換制御を行う場合とは異なり、装置の複雑化・大型化等を回避することができる。

【0045】

（３）また本実施形態では、受波回路５１を構成する直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂにおいて、双方向ダイオード５５がインダクタ５３と並列に接続されている。そして、インダクタ５３側が複巻変圧器３２の二次側に接続され、キャパシタ５４側が入出力用芯線２６、２７に接続されている。ここで、高電圧の送信信号が流れる入出力用芯線２６、２７の最も近くに配置される部品は、送信電力ロスを抑えるために耐電圧性を備えていることが要求される。耐電圧のキャパシタ５４と耐電圧のインダクタ５３とを比較した場合、耐電圧のキャパシタのほうが小型かつ安価である。よって、接続位置を逆にしたときと比べて装置の小型化や低コスト化が図りやすくなる。

【0046】

［第２実施形態］
次に、本発明を具体化した第２実施形態の振動子駆動回路３１Ａを図３に基づき詳細に説明する。ここでは第１実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0047】

図３に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ａでは、複巻変圧器３２Ａの二次巻線３６の構造が第１実施形態のものと異なっている。即ち、この複巻変圧器３２Ａの二次巻線３６は第１領域３６ａを備えるとともに、その第１領域３６ａの両端に連続してそれぞれ巻き足された第２領域３６ｂを備えている。そして、二次巻線３６の第１領域３６ａに対して超音波振動子２５が並列に接続されることで、並列共振回路３３が構成されている。また、第１領域３６ａに２つの第２領域３６ｂを足した部分に対して受波回路５１が接続されている。なお本実施形態では、一次巻線３５と、二次巻線３６の第１領域３６ａとの巻線比率が、例えば１：２に設定されている。また、一次巻線３５と、二次巻線３６の第１領域３６ａに２つの第２領域３６ｂを足した分との巻線比率が、例えば１：３に設定されている。ゆえに、二次巻線３６における受波回路５１の接続部分の巻数は一次巻線３５の巻数よりも多く、３倍となっている。

【0048】

従って、本実施形態の振動子駆動回路３１Ａの場合、送波時において、入出力用芯線２６、２７を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１側に流れ込む。そして、一次巻線３５側から二次巻線３６の第１領域３６ａ側に到ることで２倍に昇圧された送信信号が超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号が二次巻線３６の第１領域３６ａ及び第２領域３６ｂを通過する際に昇圧され、受波回路５１に流れ込む。このとき、受信信号は相対的に高インピーダンスの一次側（送波回路４１側）に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂ側に流れ込む。その結果、受信信号は複巻変圧器３２Ａ及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６側に到ることとなり、複巻変圧器３２Ａにより降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、送信利得ばかりでなく受信利得についても改善することができる。

【0049】

またこの構成であると、２次巻線３６において、受波回路５１の接続部分と超音波振動子２５の接続部分とが別々になっているため、超音波振動子２５に接続する第１領域３６ａの巻数を調整する際の自由度が比較的大きくなる。よって、複巻変圧器３２Ａと超音波振動子２５との並列接続により並列共振回路３３を構成するにあたり好都合となり、送信信号と超音波振動子２５とを整合しやすくなる。

【0050】

［第３実施形態］
次に、本発明を具体化した第３実施形態の振動子駆動回路３１Ｂを図４に基づき詳細に説明する。ここでは第１実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0051】

図４に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｂでは、複巻変圧器３２に対する超音波振動子２５の接続の仕方が異なっている。即ち、第１実施形態では超音波振動子２５を二次巻線３６と並列に接続したのに対し、本実施形態では超音波振動子２５を一次巻線３５と並列に接続している。

【0052】

従って、本実施形態の振動子駆動回路３１Ｂの場合、送波時において、入出力用芯線２７を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１を介して複巻変圧器３２の一次巻線３５側に流れ込む。そして、送信信号は一次巻線３５と並列共振回路３３を構成する超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号が一次巻線３５側から二次巻線３６側に流れる際に昇圧され、受波回路５１に流れ込む。このとき、受信信号は相対的に高インピーダンスの送波回路４１側に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂ側に流れ込む。その結果、受信信号は複巻変圧器３２及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６、２７側に到ることとなり、複巻変圧器３２により降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、受信利得を改善することができる。

【0053】

［第４実施形態］
次に、本発明を具体化した第４実施形態の振動子駆動回路３１Ｃを図５に基づき詳細に説明する。ここでは第１実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0054】

図５に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｃでは、使用している変圧器の形式が異なっている。即ち、第１実施形態では複巻変圧器３２を使用して回路を構成したのに対し、本実施形態では一次巻線３５と二次巻線３６の一部とを共有した構造の単巻変圧器３４（いわゆるオートトランス）を使用して回路を構成している。この単巻変圧器３４は、第１巻線部３７及び第２巻線部３８を備えており、第１巻線部３７が一次巻線３７として機能し、第１巻線部３７及び第２巻線部３８を足した部分が二次巻線３９として機能するようになっている。また、第１実施形態では、送波回路４１が２つの双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂで構成されていたのに対し、本実施形態では１つの双方向ダイオード４２Ａのみで構成されており、回路部品の共通化が図られている。同様に、第１実施形態では、受波回路５１が２つの直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂで構成されていたのに対し、本実施形態では１つの直列共振回路部５２のみで構成されており、回路部品の共通化が図られている。なお、本実施形態では一次巻線３７の巻数よりも二次巻線３９の巻数のほうが多く、具体的には一次巻線３７の巻数と二次巻線３９の巻数との比率は１：２となっている。

【0055】

従って、このように構成された本実施形態の振動子駆動回路３１Ｃであっても、基本的には上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。つまり、送波時において、入出力用芯線２６を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１を介して単巻変圧器３４の一次巻線３５側に流れ込む。そして、二次巻線３９から出力される際に２倍に昇圧された送信信号が超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号は相対的に高インピーダンスの一次側（送波回路４１側）に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２側に流れ込む。その結果、受信信号は単巻変圧器３４及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６側に到ることとなり、単巻変圧器３４により降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、送信利得ばかりでなく受信利得についても改善することができる。

【0056】

また、本実施形態によると、単巻変圧器３４を使用した結果、巻線の量が少なくなり、複巻変圧器３２を使用した場合よりも小型化、軽量化、低コスト化を図りやすくなる。また、送波回路４１及び受波回路５１が１つずつでよくなるため、装置全体が簡略化される。

【0057】

［第５実施形態］
次に、本発明を具体化した第５実施形態の振動子駆動回路３１Ｄを図６に基づき詳細に説明する。ここでは第４実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0058】

図６に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｄでは、使用している単巻変圧器３４Ａにおける巻線構造が第４実施形態のものと若干異なっている。即ち、この単巻変圧器３４は、直列接続された第１巻線部３７及び第２巻線部３８ａを備えるとともに、第２巻線部３８ａの一端にて連続して巻き足された第３巻線部３８ｂを備えている。なお、この単巻変圧器３４では、第１巻線部３７が一次巻線３７として機能し、第１巻線部３７、第２巻線部３８ａ及び第３巻線部３８ｂを合わせた部分が二次巻線３９として機能するようになっている。なお本実施形態では、第１巻線部３７及び第２巻線部３８ａを「二次巻線３９の第１領域」と定義し、第１巻線部３７、第２巻線部３８ａ及び第３巻線部３８ｂを「二次巻線３９の第２領域」と定義する。そして、超音波振動子２５は第１巻線部３７及び第２巻線部３８ａ（即ち二次巻線３９の第１領域）に対して並列に接続され、これらとともに並列共振回路３３を構成している。また、受波回路５１は、第１巻線部３７、第２巻線部３８ａ及び第３巻線部３８ｂ（即ち二次巻線３９の第２領域）に対して接続されている。本実施形態では、第１巻線部３７、第２巻線部３８ａ及び第３巻線部３８ｂの巻線比率が、例えば１：１：１に設定されている。ゆえに、二次巻線３９における受波回路５１の接続部分の巻数は一次巻線３７の巻数よりも多く、３倍となっている。

【0059】

従って、このように構成された本実施形態の振動子駆動回路３１Ｄでは、送波時において、入出力用芯線２６を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１を介して単巻変圧器３４の一次巻線３７側（第１巻線部３７側）に流れ込む。そして、一次巻線３７側から二次巻線３９の第１領域側に到ることで２倍に昇圧された送信信号が超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号が二次巻線３９の第１領域及び第２領域を通過する際に昇圧され、受波回路５１に流れ込む。このとき、受信信号は相対的に高インピーダンスの一次側（送波回路４１側）に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２側に流れ込む。その結果、受信信号は単巻変圧器３４Ａ及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６側に到ることとなり、単巻変圧器３４Ａにより降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、小型化、軽量化、低コスト化等を図りつつ、送信利得ばかりでなく受信利得についても改善することができる。

【0060】

［第６実施形態］
次に、本発明を具体化した第６実施形態の振動子駆動回路３１Ｅを図７に基づき詳細に説明する。ここでは第４実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0061】

図７に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｅでは、単巻変圧器３４Ｂに対する超音波振動子２５の接続の仕方が異なっている。即ち、第４実施形態では超音波振動子２５を二次巻線３９（即ち第１巻線部３７及び第２巻線部３８）と並列に接続したのに対し、本実施形態では超音波振動子２５を一次巻線３７（第１巻線部３７）と並列に接続している。

【0062】

従って、本実施形態の振動子駆動回路３１Ｂの場合、送波時において、入出力用芯線２６を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１を介して単巻変圧器３４Ｂの一次巻線３７側に流れ込む。そして、送信信号は一次巻線３７と並列共振回路３３を構成する超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号が一次巻線３７側から二次巻線３８側に流れる際に昇圧され、受波回路５１に流れ込む。このとき、受信信号は相対的に高インピーダンスの送波回路４１側に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２側に流れ込む。その結果、受信信号は送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６側に到ることとなり、単巻変圧器３４Ｂにより降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、小型化、軽量化、低コスト化等を図りつつ、受信利得を改善することができる。

【0063】

［第７実施形態］
次に、本発明を具体化した第７実施形態の振動子駆動回路３１Ｆを図８に基づき詳細に説明する。ここでは第１実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0064】

図８に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｆでは、直列共振回路部５２Ｃ、５２Ｄの構造が上記第１実施形態のものと異なっている。即ち、第１実施形態の直列共振回路部５２Ａ，５２Ｂは、互いに直列に接続されたキャパシタ５４及びインダクタ５３を備え、そのインダクタ５３に対して並列に接続された双方向ダイオード５５を備えていた。そして、インダクタ５３の自由端側が二次巻線３６と超音波振動子２５との接続点Ｃ１に対して接続され、キャパシタ５４の自由端側が入出力用芯線２６と双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂとの接続点Ｃ３、Ｃ４に対して接続されていた。これに対し本実施形態では、そして、キャパシタ５４の自由端側が二次巻線３６と超音波振動子２５との接続点Ｃ１に対して接続され、インダクタ５３の自由端側が入出力用芯線２６と双方向ダイオード４２Ａ、４２Ｂとの接続点Ｃ３、Ｃ４に対してそれぞれ接続されている。つまり、第１実施形態のものでは高電圧が印加する入力側に耐電圧のキャパシタ５４が配置されているのに対し、本実施形態では高電圧が印加する入力側に耐電圧のインダクタ５３が配置されており、これら部品の位置関係が逆になっている。

【0065】

従って、このように構成された本実施形態の振動子駆動回路３１Ｆであっても、基本的には上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。ただし、耐電圧のキャパシタ５４のほうが耐電圧のインダクタ５３よりも小型かつ安価である。そのため、本実施形態の構成よりもむしろ上記第１実施形態の構成のほうが、装置の小型化や低コスト化が図りやすいという点で有利である。

【0066】

［第８実施形態］
次に、本発明を具体化した第８実施形態の振動子駆動回路３１Ｇを図９に基づき詳細に説明する。ここでは第１実施形態と相違する部分について主に言及し、共通している部分については同じ番号を付すのみとする。

【0067】

図９に示される本実施形態の振動子駆動回路３１Ｇでは、複巻変圧器３２Ｂの二次巻線３６の構造が第１実施形態のものと異なっている。即ち、第１実施形態では二次巻線３６が１系統（１巻）のみであったのに対し、本実施形態では二次巻線３６、６１が独立した２系統（２巻）になっている。２巻あるうちの一方の二次巻線３６に対しては超音波振動子２５が並列に接続され、この接続によって並列共振回路３３が構成されている。また、他方の二次巻線３６に対しては受波回路５１が接続されている。なお本実施形態では、一次巻線３５と二次巻線３６との巻線比率が例えば１：１に設定され、一次巻線３５と二次巻線６１との巻線比率が例えば１：２に設定されている。

【0068】

従って、本実施形態の振動子駆動回路３１Ｇの場合、送波時において、入出力用芯線２６、２７を流れてきた高電圧の送信信号は、受波回路５１側に殆ど流れ込むことができず、送波回路４１側に流れ込む。そして、一次巻線３５側から一方の二次巻線３６側に到った送信信号が超音波振動子２５に印加され、超音波振動子２５を駆動させる。受波時には、受信信号が他方の二次巻線６１を通過する際に２倍に昇圧され、受波回路５１に流れ込む。このとき、受信信号は相対的に高インピーダンスの一次側（送波回路４１側）に流れ込むことは殆どなく、直列共振によって相対的に低インピーダンスとなった直列共振回路部５２Ａ、５２Ｂ側に流れ込む。その結果、受信信号は複巻変圧器３２Ｂ及び送波回路４１を通過せずに直接的に入出力用芯線２６、２７側に到ることとなり、複巻変圧器３２Ｂにより降圧されずに送受信回路１４に対して出力される。従って、送信利得ばかりでなく受信利得についても改善することができる。

【0069】

またこの構成であると、受波回路５１が接続されている一方の２次巻線３６と、超音波振動子２５が接続されている他方の２次巻線６１とが電気的に互いに独立している。ゆえに、各々の２次巻線３６、６１の巻数を任意に設定することができる。例えば、２次巻線６１の巻数を調整する際に、その自由度が比較的大きくなるため、複巻変圧器３２Ｂと超音波振動子２５との並列接続により並列共振回路３３を構成するにあたり好都合となる。このため、送信信号と超音波振動子２５とを整合しやすくなる。

【0070】

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

【0071】

・上記各実施形態では、振動子駆動回路３１～３１Ｇを超音波振動子２５とともにユニット本体２２内に収容して樹脂モールドしたが、これに限定されない。例えば、振動子駆動回路３１～３１Ｇをユニット本体２２の外部に設けることで送受信器ユニットを構成しても勿論構わない。

【0072】

・上記各実施形態では、双方向ダイオード４２を用いて受波回路５１の直列共振回路部５２、５２Ａ、５２Ｂを構成したが、これに限定されず、例えばバリスタ５６Ａを用いて構成してもよく（図１０参照）、あるいは２個逆方向に接続したツェナーダイオード５６Ｂを用いて構成してもよい（図１１参照）。また、上記各実施形態では、双方向ダイオード４２、４２Ａ、４２Ｂを用いて送波回路４１を構成したが、これに限定されず、例えばバリスタ５６Ａのような非直線性抵抗素子や、ツェナーダイオード５６Ｂ等の素子を用いて構成しても勿論よい。

【0073】

・上記第１、第３実施形態では、複巻変圧器３２の一次巻線３５の巻数と、複巻変圧器３２の二次巻線３６における受波回路５１の接続部分の巻数との比率を１：２に設定したが、これに限定されることはない。即ち、複巻変圧器３２の二次巻線３６における受波回路５１の接続部分の巻数は、複巻変圧器３２の一次巻線３５の巻数よりも多ければよいことから、この巻数比率を例えば１：１．１～５．０の範囲内で任意に設定してもよい。なおこの場合において、複巻変圧器３２の二次巻線３６における超音波振動子２５の接続部分の巻数は、上記実施形態のように複巻変圧器３２の一次巻線３５の巻数よりも多くてもよいが、例えば同数でもよくまたは少ない数であってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１２…魚群探知機本体
１４…送受信回路
２１…送受信器ユニット
２５…超音波振動子
２６、２７…入出力用芯線
３１、３１Ａ、３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ、３１Ｅ、３１Ｆ、３１Ｇ…振動子駆動回路
３２、３２Ａ、３２Ｂ…変圧器としての複巻変圧器
３３…並列共振回路
３４、３４Ａ，３４Ｂ…変圧器としての単巻変圧器
３５、３７…一次巻線
３６、３９、６１…二次巻線
３６ａ…第1領域
３６ｂ…第２領域
４１…送波回路
５１…受波回路
５２、５２Ａ、５２Ｂ…直列共振回路部
５３…インダクタ
５４…キャパシタ
５５…素子としての双方向ダイオード
５６Ａ…素子としてのバリスタ
５６Ｂ…素子としてのツェナーダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】