(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期性を有する対象信号を等価時間サンプリング方式に基づいてサンプリングする等価時間サンプリング装置において、
前記対象信号の周期に対応する一定期間に亘って前記対象信号を所定の間隔でサンプリングするとともに、当該一定期間のサンプリングをフィールドとした場合に、当該フィールドを複数回実行するサンプリング手段と、
前記対象信号において変化する領域を検出する検出手段と、
前記対象信号が一部に時間的に変化する領域を含んでいる場合に、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記サンプリング手段を制御し、前記変化する領域に対応する前記フィールドの開始のタイミングを調整する調整手段と、
を有することを特徴とする等価時間サンプリング装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記変化する領域に対応するサンプリング点を有する前記フィールドの実行の順序が後位になるように調整することを特徴とする請求項１に記載の等価時間サンプリング装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記変化する領域に対応するサンプリング点同士の間隔が狭くなるように前記フィールドの開始のタイミングを調整することを特徴とする請求項１または２に記載の等価時間サンプリング装置。
【請求項４】
前記フィールドが複数回実行されて得られるデータをフレームとした場合に、前記検出手段は、複数のフレームのサンプリングデータを比較することにより、前記対象信号において変化する領域を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の等価時間サンプリング装置。
【請求項５】
前記検出手段によって検出された変化する領域以外の領域については、前記対象信号をサンプリングする周期を、変化する領域に比較して長く設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の等価時間サンプリング装置。
【請求項６】
前記変化する領域以外の領域に対応するサンプリング点間のデータを補間する補間手段を有することを特徴とする請求項３または５に記載の等価時間サンプリング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された等価サンプリング装置によってサンプリングされた対象信号に関する情報を表示するオシロスコープ。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された等価サンプリング装置によってターゲットから反射された信号をサンプリングし、ターゲットに関する情報を取得するレーダ装置。
【請求項９】
周期性を有する対象信号を等価時間サンプリング方式に基づいてサンプリングする等価時間サンプリング方法において、
前記対象信号の周期に対応する一定期間に亘って前記対象信号を所定の間隔でサンプリングするとともに、当該一定期間のサンプリングをフィールドとした場合に、当該フィールドを複数回実行するサンプリングステップと、
前記対象信号において変化する領域を検出する検出ステップと、
前記対象信号が一部に時間的に変化する領域を含んでいる場合に、前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記サンプリングステップを制御し、前記変化する領域に対応する前記フィールドの開始のタイミングを調整する調整ステップと、
を有することを特徴とする等価時間サンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等価時間サンプリング装置、オシロスコープ、レーダ装置、および、等価時間サンプリング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オシロスコープ用の等価時間サンプリング装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−８２４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、等価時間サンプリングでは、対象となる信号が繰り返し信号であることを前提としている。このため、例えば、一部に時間的に変化する領域を含む対象信号をサンプリングする場合、正確にサンプリングできないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、一部に時間的に変化する領域を含む対象信号を正確にサンプリングすることが可能な等価時間サンプリング装置、オシロスコープ、レーダ装置、および、等価時間サンプリング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、周期性を有する対象信号を等価時間サンプリング方式に基づいてサンプリングする等価時間サンプリング装置において、前記対象信号の周期に対応する一定期間に亘って前記対象信号を所定の間隔でサンプリングするとともに、当該一定期間のサンプリングをフィールドとした場合に、当該フィールドを複数回実行するサンプリング手段と、前記対象信号において変化する領域を検出する検出手段と、前記対象信号が一部に時間的に変化する領域を含んでいる場合に、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記サンプリング手段を制御し、前記変化する領域に対応する前記フィールドの開始のタイミングを調整する調整手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、一部に時間的に変化する領域を含む対象信号を正確にサンプリングすることが可能になる。
【０００７】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記調整手段は、前記変化する領域に対応するサンプリング点を有する前記フィールドの実行の順序が後位になるように調整することを特徴とする。
このような構成によれば、変化後の波形をサンプリングによって取得することが可能になる。
【０００８】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記調整手段は、前記変化する領域に対応するサンプリング点同士の間隔が狭くなるように前記フィールドの開始のタイミングを調整することを特徴とする。
このような構成によれば、変化する領域における微小な変化を検出することが可能になる。
【０００９】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記フィールドが複数回実行されて得られるデータをフレームとした場合に、前記検出手段は、複数のフレームのサンプリングデータを比較することにより、前記対象信号において変化する領域を検出することを特徴とする。
このような構成によれば、変化する領域を確実かつ簡単に検出することが可能になる。
【００１０】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出手段によって検出された変化する領域以外の領域については、前記対象信号をサンプリングする周期を、変化する領域に比較して長く設定することを特徴とする。
このような構成によれば、変化しない領域についてはサンプリング周期を長く設定することで、データ量を減らすことができる。
【００１１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記変化する領域以外の領域に対応するサンプリング点間のデータを補間する補間手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、補間データを加えることにより、対象信号のより詳細な情報を得ることができる。
【００１２】
また、本発明は、前述の等価サンプリング装置によってサンプリングされた対象信号に関する情報を表示するオシロスコープである。
このような構成によれば、一部に時間的に変化する領域を含む対象信号を正確にサンプリングして表示することが可能になる。
【００１３】
また、本発明は、前述の等価サンプリング装置によってターゲットから反射された信号をサンプリングし、ターゲットに関する情報を取得する。
このような構成によれば、時間的に変化する信号としてのターゲットから反射される信号を含む対象信号を正確にサンプリングして、ターゲットの情報を正確に知ることができる。
【００１４】
また、本発明は、周期性を有する対象信号を等価時間サンプリング方式に基づいてサンプリングする等価時間サンプリング方法において、前記対象信号の周期に対応する一定期間に亘って前記対象信号を所定の間隔でサンプリングするとともに、当該一定期間のサンプリングをフィールドとした場合に、当該フィールドを複数回実行するサンプリングステップと、前記対象信号において変化する領域を検出する検出ステップと、前記対象信号が一部に時間的に変化する領域を含んでいる場合に、前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記サンプリングステップを制御し、前記変化する領域に対応する前記フィールドの開始のタイミングを調整する調整ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一部に時間的に変化する領域を含む対象信号を正確にサンプリングすることが可能な等価時間サンプリング装置、オシロスコープ、レーダ装置、および、等価時間サンプリング方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る等価時間サンプリング装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】等価時間サンプリングによるサンプリング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】変化領域の一例を説明するための図である。
【図４】図１に示す等価時間サンプリング装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図１に示す等価時間サンプリング装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】変化領域の一例を説明するための図である。
【図７】等価時間サンプリングによるサンプリング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図１に示す等価時間サンプリング装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るオシロスコープの構成例を説明するためのブロック図である。
【図１０】図９に示すオシロスコープの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】図９に示すオシロスコープにおいて実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１２】図９に示すオシロスコープの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る車載レーダ装置の構成例を説明するためのブロック図である。
【図１４】図１３に示す車載レーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１５】図１３に示す車載レーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】図１３に示す車載レーダ装置において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
（Ａ）実施形態の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る等価時間サンプリング装置の構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の第１実施形態に係る等価時間サンプリング装置１は、サンプリング部２、制御部３、記憶部４、および、調整部５を有している。
【００１９】
ここで、サンプリング部２は、サンプリングの対象信号としての入力信号（アナログ信号）を入力し、調整部５の調整に応じてサンプリングしてデジタルデータ（以下、単に「データ」と称する）に変換し、制御部３に出力する。
【００２０】
制御部３は、サンプリング部２から供給されたデータを出力信号として出力するとともに、記憶部４に供給して格納する。また、制御部３は、記憶部４に記憶されているデータを比較し、入力信号において時間的に変化する領域（以下、「変化領域」と称する）を特定し、当該変化領域についてはサンプリングの開始のタイミングであるオフセットを調整することで、変化領域についても正確にサンプリングする。
【００２１】
記憶部４は、例えば、半導体メモリ等によって構成され、制御部３から供給されるデータを格納するとともに、必要に応じて読み出して制御部３に供給する。
【００２２】
調整部５は、制御部３の制御に応じてサンプリングのオフセットを調整する。なお、調整部５の動作の詳細については後述する。
【００２３】
（Ｂ）実施形態の第１実施形態の動作の説明
つぎに、第１実施形態の動作について説明する。図２は、等価時間サンプリングの原理を説明するための図である。この図において、図２（Ａ）は、入力信号の一例を示しており、この例では周期がＴの信号が示されている。図２（Ｂ）〜（Ｇ）はフィールドを示している。ここで、フィールドとは、所定の周期（この例では周期ｔ１）で複数回（この例では５回）のサンプリングが実行される所定の期間（この例では期間ｔ２）によるサンプリングをいう。第１実施形態では、入力された対象信号を、対象信号の１周期目の開始タイミング（図２参照）に同期した第１フィールドによりサンプリングした後、２周期目の開始タイミングから時間τだけ遅れた（オフセットした）第２フィールドでサンプリングする。同様に３周期目から６周期目については、第３フィールドから第６フィールドにより開始タイミングをτずつ遅らせてサンプリングを実行する。なお、第６フィールドの最後のサンプリングのタイミングは、対象信号の終了タイミング（図２参照）と一致しているので、第１〜第６フィールドによるサンプリングを実行することにより、対象信号をサンプリングして、図２（Ｈ）に示す取得データを得ることができる。なお、第１〜第６フィールドによるサンプリングを以下では「フレーム」と称する。
【００２４】
ところで、等価時間サンプリングでは、対象信号が繰り返し信号であることが前提とされる。このため、例えば、図３に示すように、対象信号の一部がフレーム中に変化した場合、この変化を反映したデータを得ることが困難となる。図４を参照して具体的に説明する。図４の例では、対象信号の変化領域については、第１〜第３フィールドにおいてサンプリングされている。このため、第４フィールド以降において変化領域の波形に変化が生じた場合、当該変化した波形についてはサンプリングすることができない。つまり、従来の等価時間サンプリングでは、変化前の古い波形しか得ることができない。
【００２５】
そこで、本発明の第１実施形態では、変化領域が存在する場合には、当該変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドを実行する順序を後位に配置することにより、変化後の新しい波形をサンプリングすることを可能とする。図５を参照して具体的に説明する。
【００２６】
対象信号が入力されると、サンプリング部２は、対象信号をサンプリングして制御部３に供給する。制御部３は、サンプリング部２によってサンプリングされたデータを記憶部４に供給して記憶させる。このような処理は、第１〜第６フィールドによって構成されるフレームのデータが複数回分取得されるまで繰り返される。複数回（例えば、２回分）のフレームのデータが記憶部４に記憶されると、制御部３は複数のフレームのデータを比較し、変化領域が存在するか否かを判定する。具体的には、各フレームにおいて対応するサンプリング点のデータの差分の自乗値を計算し、当該値が所定の閾値よりも大きい場合には変化領域と判定することができる。なお、ここでは、変化領域における変化は、フレームの周期とは同期していないため、複数のフレームのデータを取得すると、変化領域についてはフレーム間におけるサンプリングデータの値が異なるという前提である。
【００２７】
そして、変化領域が存在しない場合には、第１〜第６フィールドの順番で（通常の順番で）サンプリングを実行する。一方、変化領域が存在する場合には、制御部３が調整部５を制御し、変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドの実行順序が後位になるように、フィールドの実行順序を調整する。具体的には、図５に示すように、変化領域に対応するサンプリング点を含む第１〜第３フィールドが第４〜第６フィールドよりも後に実行される。これにより、図５（Ｈ）に示すように、変化領域については変化後の新しい波形をサンプリングすることができる。
【００２８】
また、第１実施形態では、変化領域において波形の微小な変化が生じた場合であってもサンプリングすることができる。これについて説明する。図６は、変化領域の一部が微小変化する場合の例である。この例では、破線で囲まれた領域の波形が時間とともに変化するが、その中の一部が部分的に変化している。このような変化が生じる場合、図７に示すように、従来の等価時間サンプリングでは、微小変化する領域がサンプリング点の間に存在すると（図７（Ａ）〜（Ｇ）参照）、取得データにはこのような微小変化は反映されない（図７（Ｈ）参照）。
【００２９】
そこで、本発明の第１実施形態では、変化領域についてはフィールドのオフセットを調整することによってサンプリングの間隔が短くなるように設定し、微小変化をデータとして取得可能としている。この点について詳細に説明する。
【００３０】
図８は、変化領域の一部が微小変化する場合の動作について説明する図である。なお、説明を簡略化するために、この図８の例では、全フィールドのサンプリング中には微小変化の波形（突出している部分）については不変であるとして説明する。
【００３１】
対象信号が入力されると、サンプリング部２は、対象信号をサンプリングし制御部３に供給する。制御部３は、サンプリング部２によってサンプリングされたデータを記憶部４に供給して記憶させる。このような処理は、前述の場合と同様にフレームが複数回分取得されるまで繰り返される。複数回（例えば、２回分）のフレームが記憶部４に記憶されると、制御部３は複数のフレームを比較し、変化領域が存在するか否かを判定する。具体的には、前述の場合と同様に各フレームにおいて対応するサンプリング点のデータの差分の自乗値を計算し、当該値が所定の閾値よりも大きい場合には変化領域と判定することができる。
【００３２】
そして、変化領域が存在しない場合には、第１〜第６フィールドの順番で（通常の順番で）、かつ、一定のオフセットでサンプリングを実行する。一方、変化領域が存在する場合には、制御部３が調整部５を制御し、変化領域に対応するサンプリング点を含むフィールド同士の間隔が短くなるようにオフセットを調整する。具体的には、変化領域にサンプリング点が存在する第２〜第４フィールドについては、フィールド同士のオフセット量を、通常のτからτ１（＜τ）に変更する。なお、それ以外のフィールド（第１、第５、第６フィールド）については、通常と同じオフセットでサンプリングを実行する。この結果、図８（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、変化領域については、サンプリングの間隔が通常のτよりも短いτ１になることから、図８（Ｈ）に示すように、取得データには変化領域の微小変化が反映される。このようにして取得されたデータは、出力信号として出力されるとともに、記憶部４に記憶されて次回のサンプリングにおける変化領域の検出に使用される。
【００３３】
以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドの実行の順序を後位に変更することにより、変化後の新しい波形のデータを得ることができる。また、第１実施形態によれば、フィールドのオフセットを調整することで、サンプリングの間隔を狭め、これにより微小変化をデータとして取得することができる。
【００３４】
なお、以上の説明では、図５に示すフィールドの実行順序を変更する処理と、図８に示すフィールドの間隔を変更する処理を別々に実行するようにしたが、これらをまとめて実行するようにしてもよい。具体的には、変化領域を検出した場合には、図５に示すように変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドの実行順序を後位に設定するとともに、図８に示すようにフィールドの間隔を狭めてサンプリングを実行するようにしてもよい。そのような処理によれば、変化後の新しい波形をサンプリングすることができるとともに、変化領域に生じた微小な変化もサンプリングすることができる。
【００３５】
（Ｃ）実施形態の第２実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。図９は本発明の第２実施形態に係るオシロスコープ１０の構成例を示す図である。この図９に示すように、第２実施形態に係るオシロスコープ１０は、サンプリング部１１、記憶部１２、動き検出部１３、制御部１４、補間部１５、および、表示部１６を主要な構成要素としている。
【００３６】
ここで、サンプリング部１１は、例えば、図示しないプローブ等を介して入力された、入力信号（アナログ信号）を制御部１４の制御に応じてサンプリングし、デジタルデータに変換して出力する。
【００３７】
記憶部１２は、動き検出部１３から供給されたデジタルデータを記憶するとともに、必要に応じてデータを読み出して動き検出部１３に供給する。動き検出部１３は、記憶部１２に記憶されているデータをフレーム単位で読み出して比較し、変化領域を検出する。制御部１４は、動き検出部１３によって検出された変化領域を参照してサンプリング部１１のサンプリングを制御する。
【００３８】
補間部１５は、動き検出部１３を介して出力されるデータを必要に応じて補間し、表示部１６に供給する。表示部１６は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等によって構成され、補間部１５から供給されるデータを波形として表示する。
【００３９】
（Ｄ）実施形態の第２実施形態の動作の説明
つぎに、第２実施形態の動作について説明する。図１０は、第２実施形態の動作を説明するための図である。図１０（Ａ）に示す入力信号が図示しないプローブを介してサンプリング部１１に入力されると、図２の場合と同様に第１〜第６フィールドの順番でサンプリングを行い、得られたデータを動き検出部１３を介してフレーム単位で記憶部１２に記憶させる。動き検出部１３は、記憶部１２に記憶された複数のフレームのデータを読み出して比較することにより、変化領域を検出する。なお、変化領域の検出方法としては、第１実施形態の場合と同様に、フレーム間で対応するデータの差分の自乗値を計算し、得られた値が所定の閾値を超える領域を変化領域と判定することができる。
【００４０】
制御部１４は、動き検出部１３によって検出された変化領域に基づいて、フィールドの実行順序を変更するとともに、変化領域以外についてはサンプリング点の間引きを実行する。図を参照して具体的に説明する。図１０の例は、図３と同様の変化領域を有しているので、動き検出部１３は、図１０（Ａ）において破線で囲まれた領域を変化領域として検出する。制御部１４は、動き検出部１３の検出結果に基づいて、フィールドの実行順序を調整するとともに、変化領域以外の領域についてはサンプリングの間引きを行う。図１０の例では、変化領域にサンプリング点が含まれている第１〜第３フィールドについては実行順序が後位に変更されている。また、変化領域以外についてはサンプリングが１／２の頻度で間引きされ（サンプリング部１１によるサンプリングが停止され）、間引きされたサンプリング点については図中において破線の矢印で示されている。
【００４１】
補間部１５は、動き検出部１３から出力されたデータの中で、間引きがされている部分に対して補間処理を実行し、データを補う。例えば、補間部１５は、間引きがされたサンプリング点のデータを、その前後等に存在する間引きがされていないデータの平均値から求める。あるいは、ラグランジュ補間またはスプライン補間を用いてデータを補うようにしてもよい。もちろん、これ以外の補間方法を用いてもよい。以上の処理により、取得データとして、図１０（Ｈ）に黒点で示すデータを取得できるとともに、白丸で示すデータを補間処理によって得ることができる。
【００４２】
このようにして得られたデータは、補間部１５から表示部１６に供給され、表示部１６に表示される。なお、表示部１６には、サンプリングされた黒点のデータと、補間された白丸のデータが波形として表示される。
【００４３】
以上に説明したように、本発明の第２実施形態では、オシロスコープ１０において、動き検出部１３によって変化領域を検出し、変化領域にサンプリング点が含まれているフィールドについては実行の順番を後位に移動するようにしたので、変化後の新しい波形を表示して観察することができる。また、変化領域以外の領域についてはサンプリングを間引きするようにしたので、サンプリング数を減少させることにより、データ量を少なくして処理速度を向上させることができる。
【００４４】
つぎに、図１１を参照して第２実施形態において実行される処理の流れについて説明する。図１１に示すフローチャートが実行されると、以下のステップが実行される。
【００４５】
ステップＳ１０では、制御部１４は、サンプリング部１１を制御して通常のサンプリングを複数回（例えば、２つのフレーム分）実行させる。具体的には、制御部１４は、サンプリング部１１を制御して、第１〜第６フィールドの順番にサンプリングを繰り返し実行し、２フレーム分のデータを得る。
【００４６】
ステップＳ１１では、記憶部１２は動き検出部１３を介してサンプリング部１１から供給された複数のフレームのデータを記憶する。
【００４７】
ステップＳ１２では、動き検出部１３は記憶部１２に記憶されているデータをフレーム単位で比較し、変化領域を検出する。例えば、図１０の例では、破線で囲まれた領域が変化領域として検出される。
【００４８】
ステップＳ１３では、制御部１４は、ステップＳ１２で検出した変化領域に対応するフィールドを特定する。具体的には、制御部１４は、変化領域にサンプリング点が含まれているフィールドを特定する。例えば、図１０の例では、破線で囲まれた変化領域にサンプリング点が含まれている第１〜第３フィールドが特定される。
【００４９】
ステップＳ１４では、制御部１４は、ステップＳ１３で特定した変化領域にサンプリング点が含まれているフィールドの実行順序を後位に変更する。例えば、図１０の例では、変化領域にサンプリング点が含まれている第１〜第３フィールドが第４〜第６フィールドの後に移動される。
【００５０】
ステップＳ１５では、制御部１４は、ステップＳ１３で特定した変化領域以外の領域についてサンプリングの間引きの設定を行う。例えば、図１０の例では、変化領域以外の領域については１／２の頻度でサンプリングの間引きが設定される。
【００５１】
ステップＳ１６では、制御部１４は、ステップＳ１４で定めた実行順序を参照し、所定のフィールドのサンプリング処理を実行する。例えば、図１０の例では、第１回目の処理では第４フィールドのサンプリング処理が実行される。なお、サンプリングの際には、１／２の頻度でサンプリングの間引きが実行されるので、間引きがされたサンプリング点についてはサンプリングが実行されない。
【００５２】
ステップＳ１７では、記憶部１２がステップＳ１６のサンプリングによって得られたデータを記憶する。
【００５３】
ステップＳ１８では、全フィールドのサンプリング処理が終了したか否かを判定し、終了したと判定した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）にはステップＳ１９に進み、それ以外の場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）にはステップＳ１６に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。ステップＳ１６〜Ｓ１８の繰り返し処理により、図１０の例では、第４〜６および第１〜第３のフィールドのサンプリング処理がこの順序で実行されてサンプリングされたデータが記憶部１２に順次格納される。
【００５４】
ステップＳ１９では、補間部１５は動き検出部１３を介して供給されたサンプリングデータに対して補間処理を実行する。具体的には、図１０（Ｂ）〜（Ｇ）において破線の矢印で示されているサンプリング点について、その前後等のサンプリングデータから補間処理を実行し、図１０（Ｈ）に白丸で示す補間データを得る。より詳細には、サンプリング点の前後のデータに基づいて補間処理を行ったり、あるいは、前後のフレームに基づいて補間処理を行ったりすることができる。もちろん、これ以外の方法でもよい。
【００５５】
ステップＳ２０では、ステップＳ１９の補間処理によって補間されたデータを含むサンプリングデータを表示部１６に供給して表示する。この結果、表示部１６には、例えば、図１０（Ｈ）に黒丸と白丸で示すデータの双方で示される波形が表示される。
【００５６】
ステップＳ２１では、制御部１４は、サンプリング処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）には処理を終了し、それ以外の場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）にはステップＳ１２に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００５７】
以上のフローチャートの処理により、図１０を参照して前述した機能を実現することができる。
【００５８】
なお、以上の説明では、第１実施形態で説明したサンプリング間隔を狭める処理については言及していないが、第２実施形態においても同様の処理を行うことが可能である。図１２はサンプリング間隔を狭める場合の一例を示す図である。この例では、図６の場合と同様に破線で囲まれた領域が変化領域であり、サンプリング領域内において微小変化が生じている。第２実施形態では、図８の場合と同様にフィールドの間隔が調整されるとともに、フィールドの調整によって生じたサンプリングデータの欠落が補間処理によって補間される。具体的には、図１２の例では、変化領域に対応する第２〜４フィールドの間隔が通常よりも狭められているとともに、実行の順番が後位に設定されている。また、第２〜４フィールドの間隔を狭めることによって生じた、図１２（Ｈ）に白丸で示すサンプリングの欠落が補間処理によって補間される。このような実施形態によれば、フィールドの間隔を狭めることにより生じたサンプリングの欠落については、補間処理によって補間されるので、変化領域については詳細な波形を観察することができるとともに、それ以外の領域についても詳細な波形を観察することが可能になる。
【００５９】
（Ｅ）実施形態の第３実施形態の構成の説明
つぎに、図１３を参照して、本発明の第３実施形態に係る車載レーダ装置の構成例について説明する。図１３に示すように、車載レーダ装置３０は、演算処理部３１、記憶部３２、送信部３３、送信アンテナ３４、受信アンテナ３５、受信部３６、および、サンプリング部３７を有し、車両に搭載され、他の車両、障害物、および、歩行者等のターゲットを検出する。
【００６０】
ここで、演算処理部３１は、例えば、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）信号を送信するためのパルス信号を生成して送信部３３に供給する。また、演算処理部３１は、ターゲットによって反射され、サンプリング部３７においてサンプリングされてデジタル化されたデータを取得し、取得したデータに対して演算処理を施すことにより、ターゲットの位置および速度等の情報を生成する。また、演算処理部３１は、サンプリング部３７のサンプリングのタイミングを制御する。
【００６１】
記憶部３２は、演算処理部３１から供給されるデータを記憶し、必要に応じて読み出して演算処理部３１に供給する。送信部３３は、演算処理部３１から供給されるＵＷＢ信号等の送信信号の電力を増幅し、送信アンテナ３４から送出する。送信アンテナ３４は、送信部３３から供給される信号を電波としてターゲットに向けて送信する。
【００６２】
受信アンテナ３５は、送信アンテナ３４から送信され、ターゲットによって反射された電波を受信し、受信部３６に供給する。受信部３６は、受信アンテナ３５によって受信された電波を対応する電気信号に変換してサンプリング部３７に供給する。サンプリング部３７は、受信部３６から供給される電気信号を、Ａ／Ｄ変換して演算処理部３１に供給する。
【００６３】
（Ｆ）実施形態の第３実施形態の動作の説明
つぎに、第３実施形態の動作について説明する。演算処理部３１は所定の周期Ｔ（図１４（Ａ）参照）毎に送信部３３に信号を送信するように要求する。その結果、送信部３３は、送信アンテナ３４から図１４（Ａ）に示すような、例えば、パルス状の送信信号を送信する。送信アンテナ３４から送信された送信信号は、例えば、他の車両、歩行者、自転車、障害物等のターゲットによって反射され、受信アンテナ３５によって受信される。図１４（Ｂ）の例では、送信信号は、送信信号の送信から時間Ｔ２後に、受信アンテナ３５によって受信されている。なお、第３実施形態では、請求項中における「周期性を有する対象信号」とは、送信信号がターゲットによって反射されて受信された受信信号をいう。ターゲットと自車両との相対的な位置関係が一定であれば、受信信号は送信信号に応じた一定の周期性を有するからである。
【００６４】
サンプリング部３７は、受信部３６から供給される信号を、例えば、図１４（Ｃ）〜（Ｈ）に示すように、周期ｔ１で５回サンプリングする第１〜第６フィールド毎にデジタル信号に変換し、演算処理部３１に供給する。なお、各フィールドの時間はｔ２であり、各フィールドの間隔（オフセット）はτとされている。このようなサンプリング処理により、図１４の例では、受信信号がサンプリングされ、図１４（Ｉ）に黒丸で示す取得データが得られる。このようにして取得されたデータは、演算処理部３１から記憶部３２に供給されてそこに記憶される。なお、第３実施形態では、ターゲットによる反射信号が自車両またはターゲットの移動等によって変化する領域であるので、当該ターゲットによる反射信号を変化領域とする。
【００６５】
演算処理部３１は、送信部３３に対して複数回（例えば、２回または３回）信号を送信させ、その結果として得られる複数のフレームに対応する取得データを記憶部３２に記憶させる。つぎに、演算処理部３１は、記憶部３２に記憶されている複数のフレームの取得データを比較し、変化領域としてのターゲットからの反射信号を特定する。図１４の例では、時間Ｔ２後に受信された反射信号に対応するデータが特定される。
【００６６】
つぎに、演算処理部３１は、図１５（Ｃ）〜（Ｈ）に示すように、変化領域にサンプリング点が含まれているフィールドを特定し、当該フィールドおよびその前後のフィールドを実行する順番を後位に設定するとともに、これらのフィールドの間隔を狭く設定する。図１５の例では、変化領域にサンプリング点が含まれている第２フィールドとその前後のフィールドである第１および第３フィールドが実行される順番が後位に設定されるとともに、第１〜第３フィールドの間隔が狭くなるように設定されている。
【００６７】
このようにターゲットに対応するフィールドを実行する順番を後位に設定することで、１フレームのサンプリング処理にターゲットと自車両との相対的な距離が変化した場合であっても、最新の状態におけるターゲットのサンプリングデータを得ることができる。また、フィールドの間隔を狭く設定することにより、ターゲットからの反射信号を高い精度でサンプリングすることができる。なお、図１４，１５の例では、説明を簡略化するために、１つのフィールドにおけるサンプリング回数を５回とし、また１つのフレームが６つのフィールドによって構成されるようにしたが、実際には、例えば、１つフレームおけるサンプリング回数を１５回とし、また１つのフレームが１０のフィールドによって構成される。そのような場合には、１つのフレームを実行するために多くの時間を要するので、途中でターゲットが移動した場合でも適切にサンプリングすることができる。
【００６８】
つぎに、図１６を参照して第３実施形態において実行される処理の流れについて説明する。図１６に示すフローチャートが実行されると、以下のステップが実行される。
【００６９】
ステップＳ３０では、演算処理部３１は、送信部３３を制御して送信信号を送信させるとともに、受信部３６によって反射信号を受信させ、反射信号に対する通常のサンプリング処理を複数回（例えば、２回または３回）サンプリング部３７に実行させる。具体的には、演算処理部３１は、送信部３３を制御して図１４（Ａ）に示す送信信号を送信させるとともに、サンプリング部３７を制御して、第１〜第６フィールドの順番にサンプリングを繰り返し実行させる。
【００７０】
ステップＳ３１では、演算処理部３１は、サンプリング部３７から供給された複数のフレームのデータを記憶部３２に供給して記憶させる。この結果、記憶部３２には複数のフレームに対応するサンプリングデータが記憶される。
【００７１】
ステップＳ３２では、演算処理部３１は、記憶部３２に記憶されているデータをフレーム単位で比較し、ターゲットを検出する。例えば、図１４の例では、送信信号の送信後に時間Ｔ２が経過した後にターゲットで反射されて受信された信号が検出される。
【００７２】
ステップＳ３３では、演算処理部３１は、ステップＳ３２で検出したターゲットに対応するフィールドを特定する。具体的には、演算処理部３１は、ターゲットにサンプリング点が含まれているフィールドとその前後のフィールドを特定する。例えば、図１４の例では、ターゲットからの反射信号にサンプリング点が含まれている第２フィールドとその前後の第１および第３フィールドが特定される。
【００７３】
ステップＳ３４では、演算処理部３１は、ステップＳ３３で特定したフィールドの実行順序を後位に変更する。例えば、図１４の例では、図１５に示すように、第１〜第３フィールドが第４〜第６フィールドの後に移動される。
【００７４】
ステップＳ３５では、演算処理部３１は、ステップＳ３３で特定したフィールドのオフセットを調整する。例えば、図１４の例では、第１〜第３のフィールドの間隔を狭めるように設定がされる。
【００７５】
ステップＳ３６では、演算処理部３１は、ステップＳ３４で定めた実行順序およびステップＳ３５で定めたオフセットを参照し、所定のフィールドのサンプリング処理を実行する。例えば、図１４の例では、１回目の処理では第４フィールドのサンプリング処理が実行される。
【００７６】
ステップＳ３７では、演算処理部３１は、ステップＳ３６のサンプリングによって得られた１フィールド分のデータを記憶部３２に記憶させる。
【００７７】
ステップＳ３８では、演算処理部３１は、全フィールドのサンプリング処理が終了したか否かを判定し、終了したと判定した場合（ステップＳ３８：Ｙｅｓ）にはステップＳ３９に進み、それ以外の場合（ステップＳ３８：Ｎｏ）にはステップＳ３６に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。ステップＳ３６〜Ｓ３８の繰り返し処理により、図１５の例では、第４〜６および第１〜３のフィールドのサンプリング処理がこの順序で実行され、得られたデータが記憶部３２に順次格納される。
【００７８】
ステップＳ３９では、ステップＳ３７の処理でサンプリングされて記憶部３２に格納されているデータを出力する。
【００７９】
ステップＳ４０では、演算処理部３１は、観測処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定した場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）には処理を終了し、それ以外の場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）にはステップＳ３２に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００８０】
以上のフローチャートの処理により、図１４，１５を参照して前述した機能を実現することができる。
【００８１】
（Ｇ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、それぞれ５つのサンプリング点を有する第１〜第６の６つのフィールドによって対象信号をサンプリングするようにしたが、これ以外の組み合わせであってもよいことは言うまでもない。
【００８２】
また、以上の各実施形態では、変化領域またはターゲットがひとつの場合を例に挙げて説明したが、複数であってもよい。例えば、変化領域が複数存在する場合には、当該複数の変化領域のそれぞれにサンプリング点が含まれているフィールドを、変化領域単位で後位に移動させればよい。具体的には、第１変化領域と第２変化領域の２つが存在し、第１変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドが第１および第２フィールドで、第２変化領域にサンプリング点が含まれるフィールドが第３および第４フィールドである場合には、第１、第２、第３、および、第４フィールドをこの順で後位に移動させることができる。なお、第２変化領域よりも第１変化領域の変化が時間的に遅く生じる場合には、第３、第４、第１、および、第２フィールドの順に後位に移動させてもよい。もちろん、波形の変化の時間的な先後に応じて、各変化領域におけるフィールドの順番を変更してもよい。具体的には、第３および第４フィールドの順番で実行するのではなく、第４および第３フィールドの順番で実行するようにしてもよい。
【００８３】
また、複数の変化領域が存在する場合、当該複数の領域にサンプリング点が含まれているフィールドの間隔を狭めるようにすればよい。第１変化領域と第２変化領域の２つが存在する前述の例では、第１および第２フィールドの間隔を狭めるとともに、第３および第４フィールドの間隔を狭めることができる。
【００８４】
また、以上の各実施形態では、フィールドの間隔を狭める場合、通常の間隔τをτ１（＜τ）に一律に設定するようにしたが、例えば、変化領域に含まれている信号の変化の周期に応じて間隔を可変するようにしてもよい。具体的には、変化領域に含まれている信号の周期が短い場合、その変化領域にはより微小な変化が生じていると考えられるので、短い周期の信号が含まれている場合には狭める間隔をより小さくすることができる。可変で狭める方法の具体例としては、例えば、周波数に応じて段階的に狭める方法がある。また、複数の変化領域が存在する場合には、それぞれの変化領域に含まれている信号の周期が短い順に優先順位を与え、優先順位が高い順に間隔を狭めるようにしてもよい。例えば、第１変化領域および第２変化領域が存在する場合に、第１変化領域の信号の周期が第２変化領域よりも短い場合には、第１変化領域の優先順位を高く設定し、第１変化領域のフィールドの間隔を第２変化領域のフィールドよりも狭く設定するようにしてもよい。あるいは、第１変化領域のみの間隔を狭めて、第２領域についてはそのままとしてもよい。
【００８５】
また、以上の各実施形態では、微小変化を検出する方法としては、変化領域に微小変化が含まれていると仮定し、変化領域を検出することで微小変化を検出するようにした。しかしながら、例えば、図１１のステップＳ１０においてサンプリングする際に、フィールドの間隔を狭く設定してサンプリングするようにしてもよい。具体的には、第１回目のサンプリングでは、図２の第１〜６フィールドの間隔τを半分のτ／２に設定してサンプリングを行う。これにより、図２の第１フィールドのｔ１の前半の波形がτ／２の周期でサンプリングされる。つぎに、第２回目のサンプリングでは、第１フィールドのサンプリング開始をｔ１／２だけ時間的に遅らせて開始し、フィールドの間隔をτ／２に設定してサンプリングする。そしてこれら２回分のフレームのデータを重ねることにより、半分の周期でサンプリングされたデータを得ることができるので、微小変化をより確実に検出することができる。また、必要に応じて、例えば、τ／ｎ（ｎ≧３）の間隔でサンプリングするとともに、ｎ回分のフレームのサンプリングを実行することにより、さらに詳細なデータを得ることもできる。
【００８６】
また、以上の各実施形態では、ステップＳ１０またはステップＳ３０において変化領域を特定するためのサンプリングを行う場合、第１〜６フィールドの順番にサンプリングを行うようにしたが、サンプリング毎にフィールドの実行順序を変更するようにしてもよい。そのような実施形態によれば、フレームの周期と略同様に変化する変化領域を確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  等価時間サンプリング装置
２  サンプリング部（サンプリング手段）
３  制御部（検出手段）
４  記憶部
５  調整部（調整手段）
１０  オシロスコープ
１１  サンプリング部（サンプリング手段）
１２  記憶部
１３  動き検出部（検出手段）
１４  制御部（調整手段）
１５  補間部
１６  表示部
３０  車載レーダ装置
３１  演算処理部（検出手段、調整手段）
３２  記憶部
３３  送信部
３４  送信アンテナ
３５  受信アンテナ
３６  受信部
３７  サンプリング部（サンプリング手段）
【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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