(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数回の連続した波形測定が行われる場合に、各測定の測定波形を加算平均しその平均結果波形を測定毎に更新表示する波形表示装置において、
表示領域の垂直方向範囲は、測定波形データの垂直目盛の最小単位である垂直スケールを所定数掛けて得られる大きさであり、
１回目の測定波形の表示は、測定波形の二次微分値を垂直スケールで除算した垂直スケール比が所定範囲になるように選択された垂直スケールに基づいて行われ、
２回目以降の前記平均結果波形の更新表示は、該平均結果波形の前記垂直スケール比が所定範囲を有しかつ一つ前の測定時の垂直スケールよりも小さくなるように選択された垂直スケールに基づいて、又は該選択が不可の場合は一つ前の測定時の垂直スケールに基づいて行われる
ことを特徴とする波形表示装置。
【請求項２】
前記表示領域の垂直方向範囲は、測定波形データが有する絶対座標の原点から所定量の垂直シフトを加えて開始するとともに、当該垂直シフトを計算するために、他の波形測定における垂直シフトである登録垂直シフトとその表示領域の水平方向中心前後の範囲における平均結果波形の登録平均値とが予め登録されており、
前記１回目の測定波形の表示は、前記水平方向中心前後の範囲における測定波形の計算平均値と、前記登録平均値との差を、前記登録垂直シフトに加算して求められた垂直シフトに基づいて行われ、
前記２回目以降の平均結果波形の更新表示は、前記水平方向中心前後の範囲における平均結果波形の計算平均値と、前記登録平均値との差が前記垂直スケールよりも大きい場合に、当該差を前記登録垂直シフトに加算して求められた垂直シフトに基づいて、又は前記差が前記垂直スケールよりも小さい場合は一つ前の測定時の垂直シフトに基づいて行われる
ことを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。
【請求項３】
複数回の連続した波形測定が行われる場合に、各測定の測定波形を加算平均しあるいは新たな測定結果で測定波形を更新して、その測定波形を測定毎に更新表示する波形表示装置において、
表示領域の垂直方向範囲が、測定波形データの垂直目盛の最小単位である垂直スケールを所定数掛けて得られる大きさとなるように、更新すべき表示画面を作成する表示画面作成手段と、
前記測定波形の二次微分値を垂直スケールで除算した垂直スケール比が所定範囲になるように垂直スケールを選択し、前記表示画面作成手段に与える表示最適化処理手段と
を備えたことを特徴とする波形表示装置。
【請求項４】
前記測定波形データが有する絶対座標の原点から所定量の垂直シフトを加えて前記表示領域の垂直方向範囲を開始させる場合に、当該垂直シフトを計算するために、他の波形測定における垂直シフトである登録垂直シフトとその表示領域の水平方向中心前後の範囲における測定波形の登録平均値とを登録する表示情報登録手段と、
前記登録垂直シフトと登録平均値とを少なくとも含む登録情報が前記表示情報登録手段により１以上登録された表示情報記憶手段と、
指定された登録情報を前記表示情報記憶手段から検索し、前記表示最適化処理手段に付与する表示情報検索手段とを備え、
前記表示画面作成手段は、前記表示領域の垂直方向範囲を測定波形データの有する絶対座標の原点から垂直シフトを加えて開始するように、更新すべき表示画面を作成し、
前記表示最適化処理手段は、前記水平方向中心前後の範囲における測定波形の計算平均値と、前記登録平均値との差を、前記登録垂直シフトに加算して垂直シフトを算出し、前記表示画面作成手段に与える
ことを特徴とする請求項３記載の波形表示装置。
【請求項５】
複数回の連続した波形測定が行われる場合に、各測定の測定波形を加算平均しあるいは新たな測定結果で測定波形を更新して、その測定波形を測定毎に更新表示する波形表示装置を制御するプログラムであって、
表示領域の垂直方向範囲が、測定波形データの垂直目盛の最小単位である垂直スケールを所定数掛けて得られる大きさとなるように、更新すべき表示画面を作成する表示画面作成手段と、
前記測定波形の二次微分値を垂直スケールで除算した垂直スケール比が所定範囲になるように前記垂直スケールを選択し、前記表示画面作成手段に与える表示最適化処理手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は波形表示装置及び記録媒体、特に光パルス試験器等の波形表示に用いるのに適した波形表示装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年光ファイバは情報伝達用の媒体等として至る所で使用されるようになっている。このファイバの接続点の状態やその他の障害点を検査するために、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｏｒｙ）という方法が使用される。このＯＴＤＲは光ファイバに光パルスを入射し、光ファイバの各距離位置から戻ってくるその後方散乱光を測定することによって障害点を検出するものであり、この方法を用いる測定器を光パルス試験器という。
【０００３】
光パルス試験器において得られる後方散乱光はその強度（レベル）が対数データに変換されるが、その対数データのグラフ上ではファイバの接続点等の障害点において光信号強度が大きく低下する。そこで、信号の波形データである対数データやその一次微分波形、更には二次微分波形等を表示装置上に表示し、ファイバ全体や各部の状態を観察し、また障害点を特定するようにしている。
【０００４】
ファイバ全体あるいはその一部の詳細な状態を調べるため、表示波形については、その水平垂直スケールやシフト量を適宜変更する必要がある。このため、オペレータは光パルス試験器の表示部に備えられた操作キーによって自己に観察しやすい状態に表示波形を調整する。
【０００５】
このように、光パルス試験器やその他の波形データを測定する測定装置においては、その表示設定の変更や最適表示を容易に行うため、一般的に波形表示装置が組み込まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、波形表示装置から表示される波形データが、記録された停止波形や測定毎にほぼ同様な状態で測定される波形等の場合であれば、従来機能の装置であっても特に不便はない。
【０００７】
しかしながら、ＯＴＤＲによる信号波形は測定毎にその状態が微妙に異なることが多く、以前に記録したスケールやシフトが同様な測定条件で必ずしも最適な設定値にならない場合がある。
【０００８】
また、アベレージ掃引といわれる波形データ表示法においては、波形データの内容が掃引開始から測定値安定状態に至るまでに逐次変化していくために、安定状態となった時点でスケールシフトを記憶しても、そのスケールシフト値は、次の測定開始したときのアベレージ掃引における掃引開始状態には全く適合しないものとなる。
【０００９】
そもそも光パルス試験器における波形測定では、幅１０ｎｓｅｃから１００００ｎｓｅｃ程度の光パルスが１回の掃引で多数入射され、その後方散乱光のうち一定パルス数に対応するものが平均化されて、一つの掃引波形データとして出力される。アベレージ掃引においては、連続的な測定（掃引）が実施され、上記一つの掃引波形データに相当する波形が次々と加算平均され連続的に表示変更されていく。したがって、同一スケールにてこの様子を観察すると、掃引開始当初にはノイズが多いために垂直方向に表示画面全体に広がっていた波形が狭い垂直幅に収束していく。この様子が図１７に示される。
【００１０】
図１７はアベレージ掃引を行う場合の波形変化の様子を示す図である。
【００１１】
同図は波形表示装置の表示画面を示すものであり、各図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）において、水平スケール、水平シフト、垂直スケール及び垂直シフトは全て同一である。ここで、垂直スケールとは、表示画面上における一つのグリッド（図４）に表示されるデータの尺度（スケール）を示し、例えば［ｄＢ／ｄｉｖ］の単位で表示される。したがって、垂直スケールが大きいと測定波形は縮小表示され、垂直スケールが小さいと測定波形は拡大表示される。
【００１２】
図１７からわかるように、アベレージされた最終状態で最適なスケール等は測定開始時には適切なものではなく、測定開始時には、例えば垂直スケールについてはスケールをより大きくした方が波形を観察しやすい。このようにアベレージ掃引の場合には、掃引の平均化段階に応じてスケール値を最適なものに変更していく必要がある。しかしながら、オペレータがこのスケール等変更を波形測定観察時に手動操作で行っていくのは極めて困難である。
【００１３】
また、波形データの表示方法には、連続的な測定を実行しつつ１回の掃引毎にその新たな掃引波形データに表示を変更していく、リアルタイム掃引という方法がある。この掃引表示方法においても、スケール等の最適値が変更していく場合がある。
【００１４】
なお、アベレージ掃引やリアルタイム掃引を行っているときに、その波形更新を停止して表示状態を固定させる掃引停止という表示方法もある。
【００１５】
本発明は、このような実情を考慮してなされたもので、掃引時の状態に追従して適切なスケールシフトを自動設定し、常に観察しやすい状態で測定波形データを表示させることができる波形表示装置及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、複数回の連続した波形測定が行われる場合に、各測定の測定波形を加算平均しその平均結果波形を測定毎に更新表示する波形表示装置において、表示領域の垂直方向範囲は、測定波形データの垂直目盛の最小単位である垂直スケールを所定数掛けて得られる大きさであり、１回目の測定波形の表示は、測定波形の二次微分値を垂直スケールで除算した垂直スケール比が所定範囲になるように選択された垂直スケールに基づいて行われ、２回目以降の平均結果波形の更新表示は、平均結果波形の垂直スケール比が所定範囲を有しかつ一つ前の測定時の垂直スケールよりも小さくなるように選択された垂直スケールに基づいて、又は選択が不可の場合は一つ前の測定時の垂直スケールに基づいて行われる波形表示装置である。
【００１７】
本発明はこのような手段を設けたので、例えばアベレージ掃引の場合に、掃引時の状態に追従し、その掃引時点に応じた最適の垂直スケールで波形表示を行うことができる。
【００１８】
次に、請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、表示領域の垂直方向範囲は、測定波形データが有する絶対座標の原点から所定量の垂直シフトを加えて開始するとともに、当該垂直シフトを計算するために、他の波形測定における垂直シフトである登録垂直シフトとその表示領域の水平方向中心前後の範囲における平均結果波形の登録平均値とが予め登録されており、１回目の測定波形の表示は、水平方向中心前後の範囲における測定波形の計算平均値と、登録平均値との差を、登録垂直シフトに加算して求められた垂直シフトに基づいて行われ、２回目以降の平均結果波形の更新表示は、水平方向中心前後の範囲における平均結果波形の計算平均値と、登録平均値との差が垂直スケールよりも大きい場合に、当該差を前記登録垂直シフトに加算して求められた垂直シフトに基づいて、又は差が垂直スケールよりも小さい場合は一つ前の測定時の垂直シフトに基づいて行われる波形表示装置である。
【００１９】
本発明はこのような手段を設けたので、請求項１に係る発明と同様な作用効果が得られる他、波形の垂直方向位置についても不自然な変化を起こさせない観察者の見やすい表示位置とすることができる。
【００２０】
次に、請求項３に対応する発明は、複数回の連続した波形測定が行われる場合に、各測定の測定波形を加算平均しあるいは新たな測定結果で測定波形を更新して、その測定波形を測定毎に更新表示する波形表示装置において、表示領域の垂直方向範囲が、測定波形データの垂直目盛の最小単位である垂直スケールを所定数掛けて得られる大きさとなるように、更新すべき表示画面を作成する表示画面作成手段と、測定波形の二次微分値を垂直スケールで除算した垂直スケール比が所定範囲になるように垂直スケールを選択し、表示画面作成手段に与える表示最適化処理手段とを備えた波形表示装置である。
【００２１】
本発明はこのような手段を設けたので、測定毎の状態に追従して適切なスケールを自動設定し、常に観察しやすい状態で測定波形データを表示させることができる。
【００２２】
次に、請求項４に対応する発明は、請求項３に対応する発明において、測定波形データが有する絶対座標の原点から所定量の垂直シフトを加えて表示領域の垂直方向範囲を開始させる場合に、当該垂直シフトを計算するために、他の波形測定における垂直シフトである登録垂直シフトとその表示領域の水平方向中心前後の範囲における測定波形の登録平均値とを登録する表示情報登録手段と、登録垂直シフトと登録平均値とを少なくとも含む登録情報が表示情報登録手段により１以上登録された表示情報記憶手段と、指定された登録情報を表示情報記憶手段から検索し、表示最適化処理手段に付与する表示情報検索手段とを備え、表示画面作成手段は、表示領域の垂直方向範囲を測定波形データの有する絶対座標の原点から垂直シフトを加えて開始するように、更新すべき表示画面を作成し、表示最適化処理手段は、水平方向中心前後の範囲における測定波形の計算平均値と、登録平均値との差を、登録垂直シフトに加算して垂直シフトを算出し、表示画面作成手段に与える波形表示装置である。
【００２３】
本発明はこのような手段を設けたので、請求項３に係る発明と同様な作用効果が得られる他、波形の垂直方向位置についても観察者の見やすい表示位置とすることができる。
【００２４】
次に、請求項５に対応する発明は、請求項３に対応する発明をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００２５】
この記録媒体から読み出されたプログラムにより制御されるコンピュータは、請求項３の波形表示装置として機能する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態に係る波形表示装置を適用する光パルス試験器の全体構成例を示すブロック図である。
【００２８】
この光パルス試験器１は、レーザ等を光源とする発光部２から出力された光パルスを光ファイバ（図示せず）に入射し、その光ファイバからの後方散乱光を受光部３にて受光し、各種処理を施して測定結果を表示出力するものである。
【００２９】
受光部３で受光された後方散乱光は、光／電気変換部４により電気信号に変換され、アンプ部６にて増幅された後、この電気信号はＡ／Ｄ変換部５によりＡ／Ｄ変換されるようになっている。また、Ａ／Ｄ変換された信号は、基本アベレージング部７でブロック単位で平均化されて１掃引単位の信号として掃引処理部８に入力されるようになっている。
【００３０】
掃引処理部８は、掃引パターン選択処理部１０の指令に従い、アベレージ掃引、リアルタイム掃引若しくは掃引停止の何れかの掃引パターンに対応するよう掃引波形信号を加工し、対数変換部９に出力する。すなわちアベレージ掃引の場合は基本アベレージング部７からの入力信号を順次加算平均し入力毎にアベレージ信号を出力する。また、リアルタイム掃引の場合は出力信号を基本アベレージング部７からの新たな信号に更新し、掃引停止の場合は出力信号を停止命令を受けた時点の入力信号に固定する。
【００３１】
対数変換部９は、掃引処理部８から入力された後方散乱光のデジタル電気信号を対数変換し、表示処理部１１に入力する。
【００３２】
表示処理部１１は、入力部１２からの表示指示及び掃引パターン選択処理部１０からの掃引パターン選択結果に従い、対数変換部９からの対数データ（波形データ）を表示部１３から表示する。なお、詳細構成については後述する。
【００３３】
掃引パターン選択部１０は、入力部１２からの指示入力に従って掃引パターンを選択し、掃引処理部８及び表示処理部１１に通知する。
【００３４】
表示部１３はタッチパネルを用いた表示装置からなり、入力部１２はタッチパネル上の表示入力キーから構成される。また、ボタンで構成される場合もある。
【００３５】
なお、波形表示装置は、表示処理部１１、掃引パターン選択処理部１０、入力部１２及び表示部１３をその主要構成としている。
【００３６】
次に図２を用いて表示処理部１１の詳細構成を説明する。
【００３７】
図２は本実施形態における表示処理部の構成例を示すブロック図である。
【００３８】
表示処理部１１には、対数データ（波形データ）を適宜の水平スケール、水平シフト、垂直スケール及び垂直シフトに当てはめて表示画面を作成し表示部１３に出力する表示画面作成部２１が設けられると共に、この表示画面作成部２１にスケールシフト情報を提供するための手段として表示情報登録部２２、表示情報記憶部２３、表示情報検索部２４及び表示最適化処理部２５が設けられている。
【００３９】
表示画面作成部２１は、手動調整モード及び登録追従モードにより上記スケールシフト情報を設定入力されるようになっている。手動調整モードでは入力部１２からの数値直接入力若しくは指示入力に従い、登録追従モードでは表示最適化処理部２５からの入力値によってスケールシフトを設定する。
【００４０】
ここで、表示画面作成部２１に入力される波形データと表示画面の関係を示すと図３のようになっている。
【００４１】
図３は波形データと表示画面の関係を示す図である。
なお、この図３を含む各図において、数式中に使われる「／」が「割算」を意味し、「Ｏ／Ｅ変換部」は光電気変換を示し、「Ａ／Ｄ変換部」はアナログデジタル変換を示し、その他の「／」は「又は」を意味する。
【００４２】
同図において、水平スケールはＢＨｓｃａｌｅ及びＨｓｃａｌｅであり、水平シフトはＢＨｓｈｉｆｔ及びＨｓｈｉｆｔである。垂直スケールＢＶｓｃａｌｅ及びＶｓｃａｌｅであり、垂直シフトはＢＶｓｈｉｆｔ及びＶｓｈｉｆｔである。また、表示画面は、水平スケール及び垂直スケールを有する複数の方形グリッドからなり、その表示画面領域の大きさは、垂直方向グリッド数Ｎと水平方向グリッド数から決まる。
【００４３】
表示画面作成部２１は、Ｈｓｈｉｆｔ及びＶｓｈｉｆｔで決まる位置において、Ｈｓｃａｌｅ、Ｖｓｃａｌｅ及びグリッド数から決まる領域の表示画面を作成し、これに対数変換部９から入力される波形データを当てはめて表示する。すなわちＨｓｈｉｆｔ、Ｖｓｈｉｆｔ、Ｈｓｃａｌｅ及びＶｓｃａｌｅが表示部１３の表示に使用されるスケールシフト値であり、以後単に水平シフト、垂直シフト、水平スケール及び垂直スケールあるいは表示スケールシフトというときには、これらのスケールシフト値を意味する（図４（ｃ））。
【００４４】
また、図３におけるＢＨｓｈｉｆｔ、ＢＶｓｈｉｆｔ、ＢＨｓｃａｌｅ及びＢＶｓｃａｌｅは、登録追従モードにおいて、表示最適化処理部２５が表示画面作成部２１に与えるＨｓｈｉｆｔ、Ｖｓｈｉｆｔ、Ｈｓｃａｌｅ及びＶｓｃａｌｅを計算するために登録される登録情報の一部である。
【００４５】
なお、登録追従モードにおいて使用される他のパラメータを図４に示す。
【００４６】
図４は登録追従モードにて水平シフト、垂直シフト、水平スケール及び垂直スケールを算出するために用いる各パラメータを示す図である。
【００４７】
各パラメータの具体的な内容及び算出方法については後述する。
【００４８】
次に、登録追従モードを実現するための各構成について説明する。
【００４９】
表示情報登録部２２は、表示画面がある水平シフト、垂直シフト、水平スケール及び垂直スケール（表示スケールシフト）に基づき表示されている場合に、入力部１２からの表示情報登録入力があると、そのときのＨｓｈｉｆｔ、Ｖｓｈｉｆｔ、Ｈｓｃａｌｅ及びＶｓｃａｌｅを表示画面作成部２１から取り込んでＢＨｓｈｉｆｔ、ＢＶｓｈｉｆｔ、ＢＨｓｃａｌｅ及びＢｖｓｃａｌｅ（登録スケールシフト）として登録すると共に、波形データに基づいて登録スケール比及び登録平均値を算出し、登録スケールシフトと共に表示情報記憶部２３に登録する。このとき記録された上記各情報が登録情報（図４（ｄ））であり、これは一種のブックマークである。
【００５０】
表示情報記憶部２３は、表示情報登録部２２が作成した登録情報を多数記録可能に構成されている。
【００５１】
表示情報検索部２４は、どの登録情報を使用するかについて、入力部１２からの選択入力があると、対応する登録情報を表示情報記憶部２３から検索し、表示最適化処理部２５に引き渡す。また、表示情報検索部２４は、登録追従モードを使用する場合にその登録追従処理開始を受け付ける部分である。なお、登録追従機能を使用する旨の指示入力を受けることなく、登録情報選択が指定された場合には、その登録情報は手動調整モードにおける固定のスケールシフトとして表示画面作成部２１に付与される。
【００５２】
表示最適化処理部２５は、手動調整モードの場合には、単に検索された登録スケールシフトを表示スケールシフトとして表示画面作成部２１に引き渡すのみであるが、登録追従モードの場合には以下のように動作するよう構成されている。すなわち、掃引パターン選択処理部１０から指定された掃引パターンに応じ、表示情報検索部２４及び対数変換部９から受け取った登録情報及び波形データから表示スケールシフトを計算し、表示画面作成部２１に引き渡す。なお、この表示スケールシフトの計算に用いられるのが図４（ｂ）及び図４（ｅ）に示す各パラメータである。
【００５３】
また、表示最適化処理部２５における表示スケールシフトの計算方法は、アベレージ掃引と、リアルタイム掃引及び掃引停止とで異なっている。リアルタイム掃引及び掃引停止においては、各掃引毎に最適の表示スケールシフトが計算され使用される。また、アベレージング掃引では、各掃引毎に計算し直す点ではリアルタイム掃引及び掃引停止の場合と共通するが、その表示スケールシフトの更新に方向性が持たされている。
【００５４】
次に、以上のように構成された本実施形態における波形表示装置の動作について説明する。
［全体的な処理流れ］
図５は本実施形態の波形表示装置を適用した光パルス試験器の全体的な処理を示す流れ図である。
【００５５】
まず、光パルス試験器１が起動され、掃引処理が開始される（ｓ１）。
【００５６】
この掃引測定中に、掃引パターンが選択され、選択されたパターンが掃引パターン選択処理部１０から掃引処理部８及び表示処理部１１に通知される（ｓ２）。
【００５７】
次に、波形表示装置の登録追従機能が使用されるか否か選択される（ｓ３）。ここで、登録追従モードの選択は表示情報検索部２４に対する検索要求入力によってなされ、この選択がされた場合には、さらに登録情報が同検索部２４によって表示情報記憶部２３から選択される（ｓ４）。さらに、表示最適化処理部２５による表示スケールシフト算出及び表示画面作成部２１による波形データ表示処理が実行される（ｓ５）。
【００５８】
ここで、ステップｓ５における処理は、ステップｓ２にて選択された掃引パターンに応じて掃引停止波形表示処理（ｓ５−１）、リアルタイム掃引表示処理（ｓ５−２）又はアベレージ掃引表示処理（ｓ５−３）である。なお、表示最適化処理部２５による表示スケールシフト算出は、掃引停止波形表示処理（ｓ５−１）とリアルタイム掃引表示処理（ｓ５−２）とで同一のアルゴリズムが使用される。
【００５９】
一方、ステップｓ３において手動調整モードが選択された場合には、オペレータによる手動入力により表示スケールシフトが調整される（ｓ６）。なお、登録追従モードが選択されない場合は手動調整モードとなる。このモードにおける処理は、表示画面作成部２１へのスケール変更等の直接入力、又は表示情報検索部２４への登録スケールシフトの直接使用及び検索要求によって実行される。
【００６０】
次に、ステップｓ５又はステップｓ６による表示処理で表示部１３から波形データが表示されているときに、その表示状態におけるスケールシフトを登録する旨の入力が表示情報登録部２２にあった場合には（ｓ７）、そのときの表示スケールシフトが登録スケールシフトとして記録される。また、波形データから登録スケール比及び登録平均値が算出されて登録スケールシフトと共に表示情報記録部２３に登録される（ｓ８）。
【００６１】
そして、他の掃引測定を開始するのならばステップｓ２に戻り、掃引処理を終了させるのならば終了する（ｓ９）。
【００６２】
以下に、ステップｓ８における登録処理、ステップｓ５における登録追従機能による表示処理（ｓ５−１，ｓ５−２及びｓ５−３）のそれぞれについて具体的に説明する。
［登録情報の登録処理］
何らかの掃引波形が表示画面から表示されているときに、入力部１２から表示情報登録部２２に登録情報の登録要求がなされると、登録処理が開始される。
【００６３】
図６は本実施形態の波形表示装置における登録処理を示す流れ図である。
【００６４】
このときまず、表示画面作成部２１から表示中の画面についてのＨｓｈｉｆｔ、Ｖｓｈｉｆｔ、Ｈｓｃａｌｅ及びＶｓｃａｌｅが取り込まれ、これがＢＨｓｈｉｆｔ、ＢＶｓｈｉｆｔ、ＢＨｓｃａｌｅ及びＢｖｓｃａｌｅ（登録スケールシフト）とされる（ｔ１）。
【００６５】
次に、波形データ及びスケールシフト情報に基づいて登録スケール比ＢＤｄａｔａＰ［０］及びＢＤｄａｔａＰ［１］比が算出され保存される（ｔ２）。このとき、登録スケール比を算出するために二次差波形値平均ＢＤｆ２Ｉｎｆｏ［０］及びＢＤｆ２Ｉｎｆｏ［１］が算出される。
【００６６】
登録スケール比の算出後、波形データ及びスケールシフト情報から登録平均値Ｂａｖｅｒａｇｅが算出され（ｔ３）、登録スケールシフト、登録スケール比及び登録平均値がその表示画面に対する登録情報として表示情報記憶部２３に登録される。
【００６７】
ここで、登録スケール比及び登録二次差波形値平均並びに登録平均値の算出について説明する。
【００６８】
図７は登録スケール比及び登録二次差波形値平均の算出方法を説明するための図である。
【００６９】
同図（ａ）は二次差波形平均を算出するときのシチュエーションを示す図であり、同図におけるＴは登録スケール比及び登録二次差波形平均を計算する区間幅である。この区間幅Ｔは一般にＨｓｃａｌｅ（ＢＨｓｃａｌｅ）の２倍から５倍の大きさであり、図７（ａ）では３倍にとってある。
【００７０】
また、波形データは多数のポイントからなっているが、差波形を計算するための差分間隔ｔは、数ポイントから数十ポイントの値が取られる。
【００７１】
また、登録スケール比ＢＤｄａｔａＰ［０］及びＢＤｄａｔａＰ［１］比は、水平方向の画面中心を挟んた前後の区間ｂ〜ａ、区間ａ〜ｃそれぞれについて計算される。図７（ｂ）に区間ｂ〜ａに対応する登録スケール比の算出について示す。なお、同図では登録スケール比及び登録二次差波形平均に限られない一般的なスケール比及び二次差波形平均の処理流れを示している。
【００７２】
まず、パラメータＩ＝ｂ、Ｓ＝０とし（ｕ１）、小区間についての二次差分値ｄを算出する（ｕ２）。パラメータＳにｄを加え（ｕ３）、Ｉをインクリメントした後（ｕ４）、Ｉとａ−２＊ｔとを比較する（ｕ５）。Ｉ＜＝ａ−２ｔであれば、計算が区間ｂ〜ａについて終了していないことを意味し、ステップｕ２に戻って繰り返し演算が行われる。
【００７３】
一方、Ｉ＞ａ−２ｔであれば、計算が区間ｂ〜ａについて終了したことを意味するので、区間ｂ〜ａでの各差分点での二次差分値の合計Ｓが区間ポイント数ｎで割られ、登録二次差波形値平均ＢＤｆ２Ｉｎｆｏ［０］が算出される（ｕ６）。
【００７４】
そして、登録スケール比が算出される（ｕ７）。なお、登録スケール比ＢＤｄａｔａＰは、各区間について（１）式によって求められる。
【００７５】
ＢＤｄａｔａＰ＝ＢＤｆ２Ｉｎｆｏ／ＢＶｓｃａｌｅ                              …（１）
同様にして区間ａ〜ｃについての登録スケール比ＢＤｄａｔａＰ［１］も算出される。
【００７６】
次に登録平均値Ｂａｖｅｒａｇｅの算出について説明する。
【００７７】
図８は登録平均値の算出方法を説明するための図である。
【００７８】
なお、図８は登録平均値のみならず、後述する計算平均値Ｒａｖｅｒａｇｅも含む一般的な平均値についての算出方法を示すものである。
【００７９】
同図（ａ）に示すように、登録平均値は水平方向画面中心を挟んだ前後区間幅Ｓ、すなわち区間ｐ〜ｑについて求められる。
【００８０】
その算出処理については、同図（ｂ）に示すようにまず、パラメータＩ＝ｐ、パラメータＳ＝０とし（ｖ１）、Ｓに位置Ｉにおける波形値Ｙ（Ｉ）を加える（ｖ２）。次に、Ｉをインクリメントし（Ｖ３）、Ｉがｑに至っていなければ（ｖ４）ステップｖ２に戻り、Ｉ＞ｑとなっていれば（ｖ４）パラメータＳを区間ポイント数ｎで割って登録平均値Ｂａｖｅｒａｇｅを算出する（ｖ５）。
［リアルタイム掃引及び掃引停止における登録追従モード処理］
次に、上記のようにして登録された登録情報を用いた図５のステップｓ５−１及びｓ５−２の処理、すなわち登録追従モードにおける掃引停止及びリアルタイム掃引時の表示処理について説明する。
【００８１】
図９は登録追従モードにおける掃引停止及びリアルタイム掃引時の表示処理を示す流れ図である。
【００８２】
まず、表示情報検索部２４により登録情報が読み込まれ、表示最適化処理部２５に引き渡される（ｗ１）。
【００８３】
表示最適化部２５では登録情報と波形データに基づき、ＲＶｓｃａｌｅが算出される（ｗ２）。この算出の詳細は後述するが、ＲＶｓｃａｌｅは表示スケールＶｓｃａｌｅを求めるための計算スケールである（図４（ｂ））。
【００８４】
同様にしてＲＶｓｈｉｆｔが算出される（ｗ３）。ＲＶｓｈｉｆｔも表示シフトＶｓｈｉｆｔを求めるための計算シフトである（図４（ｂ））。
【００８５】
そして、表示スケールシフトが計算スケールシフトに入れ替えられ、その結果が表示最適化処理部２５から表示画面作成部２１に設定入力される（ｗ４）。
【００８６】
表示画面作成部２１により当該新たな表示スケールシフトに基づく画面が作成され、表示部１３の表示が更新される（ｗ５）。
【００８７】
なお、図９に示すステップｗ４からわかるように、登録追従モードで計算される表示スケールシフトは垂直スケールシフトのみであり、水平スケールシフトについては登録スケールシフトのものがそのまま使用される。
【００８８】
以下に、図９のステップｗ２及びｗ３の計算スケールシフトの算出について説明する。
【００８９】
図１０は計算スケールの算出処理を示す流れ図である。
【００９０】
まず、そのときの対数データ（微分が施されていない波形データ）に対応させて、二次差波形平均値が算出される（ｘ１）。ここで二次差波形、すなわち対数データの二次微分が施された結果データにおいては、対数データに光損失（障害点やノイズ等）による落差があればこれが上下に振動したものに変換される。言い換えると、二次差波形を求めることで、波形データから図３，図４等に示すような全体的な傾きの影響が除去され、かつ、ノイズ等の影響が強調されることになる。なお、本実施形態でスケールシフトの登録追従処理を行う必要性は時間変化するノイズの影響を除去するためである。
【００９１】
この二次差波形の平均を取ったものが二次差波形平均値Ｄｆ２Ｉｎｆｏ［０］及びＤｆ２Ｉｎｆｏ［１］であり、その算出は、登録二次差波形平均値ＢＤｆ２Ｉｎｆｏ［０］及びＢＤｆ２Ｉｎｆｏ［１］の算出と同様にして行われる（図７：ｕ１〜ｕ６）。
【００９２】
次に、計算スケール比ＤｄａｔａＰ［０］及びＤｄａｔａＰ［１］が算出される（ｘ２）。なお、計算スケール比ＤｄａｔａＰは、図７の各区間ｂ〜ａ、ａ〜ｃについて（２）式によって求められる。
【００９３】
ＤｄａｔａＰ＝Ｄｆ２Ｉｎｆｏ／ＢＶｓｃａｌｅ                                …（２）
ここで、二次差波形平均値Ｄｆ２Ｉｎｆｏを現在の表示スケールＶｓｃａｌｅでなく、登録情報にある過去の登録スケールＢＶｓｃａｌｅで除する理由は、以降の処理で登録スケールを基準としたノイズサイズの比較を行うためである。すなわち登録スケールは登録時と現在のノイズサイズ比較を行うための基準（ものさし）となっている。
【００９４】
したがって、次に計算スケール比と登録スケール比の比較が行われ（ｘ３）、計算スケール比の方が小さい場合には計算スケールとして登録スケールが使用される（ｘ４）。この場合には、登録スケールに相対して現在の二次差波形平均値が登録時の二次差波形平均値よりも小さなものとなるため、グリッドにおける波形表示状態が登録時よりも小さなものとなる。したがって、図１７（ａ）のように波形データが画面からあふれ出ることは起こらない。なお、この考え方を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す。
【００９５】
図１１は計算スケールを求める場合の算出基準を示す図である。
【００９６】
計算スケール比の方が登録スケール比よりも大きい場合（ｘ３）には、表示画面作成部２１が取り得るスケールのうち二次差波形平均より大きいスケールでかつ最小のスケールが計算スケールとして決定される（ｘ５）。
【００９７】
すなわちステップｘ５の考え方は、二次差波形平均値が垂直スケールに比べて小さいものであれば波形データが表示画面からあふれ出て見にくくなることはなく、かつ、この範囲内でできるだけ小さな垂直スケールを用いて波形をよく観察できるようにしようとするものである。この様子が図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に示されている。
【００９８】
なお、上記基準の設定は光パルス試験器の実際的の経験に基づくものであり、スケールと二次差波形平均との間の適用の考え方を同様とすれば、観察対象波形に応じて異なる基準としてもよい。例えば表示画面作成部２１が取り得るスケールのうち二次差波形平均に最も近いスケール値でかつ二次差波形平均よりも大きいスケールを計算スケールとする等としてもよい。
【００９９】
また、二次差波形平均は実際の波形データ（対数データ）の変化の大きさと対応している。したがって、このステップｘ５の更なる考え方としては、信号全体的な傾きの影響を除去した二次微分データと垂直スケール値との関係が一定のものとなるようにし、ひいては垂直スケール×垂直グリッド数で決まる画面表示領域と、表示波形の大きさとの関係が常に一定（あるいは一定範囲）になるようにしようとするものである。この関係の一例として実施形態ではステップｘ５の具体的要件を示している。
【０１００】
次に、図９のステップｗ３の計算シフトの算出について説明する。
【０１０１】
図１２は計算シフトの算出処理を示す流れ図である。
【０１０２】
まず、垂直方向の画面中心位置ＣＶｓｈｉｆｔがＢＶｓｃａｌｅ、ＢＶｓｈｉｆｔ及び垂直方向グリッド数Ｎから算出される（ｙ１）。なお、これらの各パラメータの関係は図３に示されている。
【０１０３】
次に、現在の波形に関する波形データの計算平均値Ｒａｖｅｒａｇｅが計算される（ｙ２）。この計算は、登録平均値Ｂａｖｅｒａｇｅの場合と同様に行われる（図８）。
【０１０４】
次に、登録平均値と計算平均値との差がオフセットＯｆｆｓｅｔとして計算される（ｙ３）。
【０１０５】
最後に、ＣＶｓｈｉｆｔ、ＲＶｓｃａｌｅ、グリッド数Ｎ及びＯｆｆｓｅｔから計算シフトＲＶｓｈｉｆｔが算出される（ｙ４）。なお、この計算シフトの計算においてはステップｙ３で求めたオフセットが加えられているので、表示画面においては登録時と同様な上下方向位置に常に波形が配置されることになる。
【０１０６】
図１３はリアルタイム掃引時の波形表示の様子を示す図である。
【０１０７】
同図（ａ）は、過去に垂直スケール０．５ｄＢ／ｄｉｖで最適表示状態となり、これを登録した登録情報に対し、手動調整モードを用いてスケールシフトのみを再現させて表示させた場合である。しかし、今回の掃引測定では適切な垂直スケールが過去のものと一致せず、波形が表示画面からあふれ出ている。
【０１０８】
同図（ｂ）は、図１３（ａ）の場合と同じ登録情報を用い、リアルタイム掃引における登録追従モードを使用したものである。この場合には、当初適切でなかった０．５ｄＢ／ｄｉｖという垂直スケールが自動的に最適化されて（図１０：ｘ５、図１１の処理）、観察のしやすい状態で波形が表示されている。
［アベレージ掃引における登録追従モード処理］
次に、登録情報を用いた図５のステップｓ５−３の処理、すなわち登録追従モードにおけるアベレージ掃引時の表示処理について説明する。
【０１０９】
図１４は登録追従モードにおけるアベレージ掃引時の表示処理を示す流れ図である。
【０１１０】
まず、表示情報検索部２４により読み込まれた登録情報が表示最適化処理部２５に引き渡され（ｚ１）、当該登録情報及びそのときの波形データから計算スケールシフトが算出される（ｚ２，ｚ３）。なお、計算スケールシフトの算出は図１０及び図１１と同様にして行われる。
【０１１１】
次に１回目の表示スケールシフト算出であるか否かが判定され（ｚ４）、１回目であればそのまま計算スケールシフトが表示スケールシフトとされる（ｚ５）。さらに、水平方向の表示スケールシフトはリアルタイム掃引の場合と同様に登録スケールシフトが使用され（ｚ６）、表示画面が更新される（ｚ７）。
【０１１２】
一方、２回目以降の表示スケールシフト算出である場合には（ｚ４）、垂直方向の表示スケールシフトのみが後述する別途の方法で算出される（ｚ１０）。なお、この別途の方法というのはアベレージング掃引におけるノイズリダクション（雑音減衰）を考慮したスケールシフト変更に方向性を持たせたものである。また、ステップｚ１０の場合でも、水平方向の表示スケールシフトは登録スケールシフトが使用される（ｚ６）。
【０１１３】
表示画面変更後（ｚ７）、掃引終了でなければ（ｚ８）、今回の表示スケールシフトＶｓｃａｌｅ及びＶｓｈｉｆｔを前スケールシフトＭＶｓｃａｌｅ及びＭＶｓｈｉｆｔとして保存し（ｚ９）、ステップｚ２に戻る。掃引終了であれば終了する。
【０１１４】
次に、２回目以降の表示スケールシフト算出における処理である上記ステップｚ１０について詳しく説明する。
【０１１５】
図１５は２回目以降の表示スケールシフト算出処理を示す流れ図である。
【０１１６】
この処理は、アベレージ掃引においては掃引毎にノイズが小さくなり、より小さなグリッドで表示しても波形が表示画面上で全体像を確認できるという波形状態変化の方向性を考慮したものである。また、垂直方向の表示シフトはグリッド単位で行われることから、小さなシフト量で一々グリッド位置が変更され、表示変化が見づらいものとならないように考慮されたものである。
【０１１７】
このためにまず、前スケール、すなわち前回の画面表示更新で用いられた表示スケールと、計算スケールシフトとが比較される（ａ１）。計算スケールシフトは今回の表示スケールとして一義的には最適と判断されたスケールであるが、本ステップａ１からステップａ３まではアベレージ掃引の特質を考慮してさらに修正をかけようとするものである。
【０１１８】
ステップａ１において前スケールが計算スケールよりも大きい場合には、計算スケールを新たな表示スケールとする（ａ２）。この場合は、よりスケールを小さくし、すなわち波形をより拡大表示しても見やすい表示状態を維持できると判断されている場合（図１０（ｘ５）及び図１１（ｃ））であり、かつ波形データがアベレージにより減衰していく方向における表示変更であるためである。すなわち波形減衰していく方向に順次スケールを小さくしていくのであれば、観察者に違和感を生じず、その連続的な表示変更があっても波形状態を把握しやすい。
【０１１９】
一方、前スケールが計算スケールよりも小さい場合（ａ１）には、前スケールを新たな表示スケールとする（ａ３）。これは、本来減衰し拡大表示されていくはずのアベレージ掃引において、スケールを大きくし縮小表示してしまうと、自分の予想と異なる表示変化がなされているにも拘わらず波形状態自体はあまり変化せず、観察者による波形状態の把握が難しくなるからである。つまり、表示状態はあまり変化せずに本来と逆の方向に波形状態が変化した場合には、一々スケールサイズを確認しなければ正しい状況を認識できない。一方、本ステップａ３のように波形が増幅した場合にスケールを変化させないようにすれば観察者はそのことを直ちに認識できる。
【０１２０】
次に、前シフトと計算シフトの差の絶対値ｔが計算され（ａ４）、この絶対値ｔとステップａ２又はａ３で計算された表示スケールと比較される（ａ５）。
【０１２１】
絶対値ｔの方が大きい場合には、計算シフトを表示シフトし（ａ６）、シフト量の変更が行われる。
【０１２２】
一方、絶対値ｔが表示スケールよりも小さい場合には、前シフトを表示シフトとし、シフト量を変更しない（ａ７）。
【０１２３】
このような処理とするのは、表示画面における波形の見やすさ確保するためである。つまり、微小なシフト量変化であるにもかかわらず一々表示シフトを変更していたのでは波形全体が掃引の度に微妙に上下することになり、見づらいものとなる。これに対して上下波形シフト方向は一般にアベレージングの期間中一方向であり、少しのシフト量変化であればそのままにして表示状態を変更しない方が観察者の予想の範囲で波形がシフトし、見やすいものとなる。そこで、シフト変更の目安をスケール量程度とし、この程度以上にシフト量が変化すれば、表示シフトを変更するようにしているのである。
【０１２４】
こうして、ステップａ６又はａ７により表示シフトが決定され、図１４のステップｚ６に戻ることになる。
【０１２５】
次に、登録追従モードでアベレージ掃引を行ったときの表示変化の様子を具体例を用いて説明する。
【０１２６】
図１６は登録追従モードを用いたアベレージ掃引時の波形表示変化の様子を示す図である。
【０１２７】
同図（ａ）は、同図（ｂ）〜（ｄ）と同様な条件でアベレージ掃引を行い、最適な表示状態（アベレージ終了状態）となったときの過去の表示画面を示している。このときの状態で表示情報の登録を行っている。
【０１２８】
次に、アベレージ掃引を選択し、図１６（ａ）のときの登録情報を選択して、登録追従モードにて掃引を開始する。
【０１２９】
掃引開始１回目には、登録情報に必ずしも拘束されず最適な表示スケールシフトが選択されるため（図１０，図１１及び図１４（ｚ５））、波形観察に適した表示スケールシフトで表示画面が作成される（図１６（ｂ））。この場合は、ノイズがまだ大きく波形全体が大きなものとなるので表示スケールも大きなものが選択され、波形全体を縮小表示している。図１７（ａ）に示す従来技術では、同様な状況で固定のスケールが用いられるため、波形が画面からあふれ出ている。
【０１３０】
次に、２回目以降では、計算された最適なスケールがスケールを小さくする方向となるときのみ実際に使用され（図１５）、波形が順次拡大表示されていく（図１７（ｃ）、図１７（ｄ））。つまり、表示スケールは、登録スケールに向けて小さくなっていく方向のみに変化していく。
【０１３１】
こうして最終的に表示状態は登録時とほとんど同じ波形に収束し、表示スケールシフトも同一の値となる（図１７（ａ）、図１７（ｄ））。
【０１３２】
上述したように、本発明の実施の形態に係る波形表示装置は、表示最適化処理部２５を設け、連続的に測定更新されている波形データに対してその二次微分値と所定の関係となる表示スケールを選択するようにしたので、掃引時の状態に追従して適切なスケールを自動設定し、常に観察しやすい状態で測定波形データを表示させることができる。
【０１３３】
また、本実施形態の波形表示装置によれば、過去の表示スケール等を登録状態として登録し、その登録シフト及び登録平均値を用いてその測定時に適合する表示シフトを算出するようにしたので、表示スケールのみならず、表示シフトについても掃引時の状態に追従して適切な値に自動設定し、常に観察しやすい状態で測定波形データを表示させることができる。
【０１３４】
さらに、アベレージ掃引の場合に、スケール値が常に小さくなっていくようにスケール変更計算に方向性を持たせたので、アベレージングに伴う波形ノイズの減衰に沿って表示更新させることができ、観察者の予測する方向性で見やすい表示を提供できると共に、当該予測に反する波形となったときには直ちにその事実を見いだせるように測定波形データを表示させることができる。
【０１３５】
また、アベレージ掃引時の表示シフト変更は、前回シフトと計算シフトの差が表示スケール以上となったときのみ行うようにしたので、表示変更毎に波形が上下に細かく移動するような表示更新とはならず、小さなシフト量のときは上又は下の一定方向に波形を移動させる表示変更とすることができ、更新波形を見やすいものとすることができる。
【０１３６】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１３７】
実施形態では波形表示装置を光パルス試験器に適用させた場合で説明したが、本発明は同試験器への適用に限られるものでなく、測定波形データを連続的に出力可能に構成された測定装置に対しては適宜適用できるものである。
【０１３８】
また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含むものである。本装置を実現する計算機は、記憶媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。
【０１３９】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、掃引時の状態に追従して適切なスケールシフトを自動設定し、常に観察しやすい状態で測定波形データを表示させることができる波形表示装置及び記録媒体を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る波形表示装置を適用する光パルス試験器の全体構成例を示すブロック図。
【図２】同実施形態における表示処理部の構成例を示すブロック図。
【図３】波形データと表示画面の関係を示す図。
【図４】登録追従モードにて水平シフト、垂直シフト、水平スケール及び垂直スケールを算出するために用いる各パラメータを示す図。
【図５】同実施形態の波形表示装置を適用した光パルス試験器の全体的な処理を示す流れ図。
【図６】同実施形態の波形表示装置における登録処理を示す流れ図。
【図７】登録スケール比及び登録二次差波形値平均の算出方法を説明するための図。
【図８】登録平均値の算出方法を説明するための図。
【図９】登録追従モードにおける掃引停止及びリアルタイム掃引時の表示処理を示す流れ図。
【図１０】計算スケールの算出処理を示す流れ図。
【図１１】計算スケールを求める場合の算出基準を示す図。
【図１２】計算シフトの算出処理を示す流れ図。
【図１３】リアルタイム掃引時の波形表示の様子を示す図。
【図１４】登録追従モードにおけるアベレージ掃引時の表示処理を示す流れ図。
【図１５】２回目以降の表示スケールシフト算出処理を示す流れ図。
【図１６】登録追従モードを用いたアベレージ掃引時の波形表示変化の様子を示す図。
【図１７】アベレージ掃引を行う場合の波形変化の様子を示す図。
【符号の説明】
１…光パルス試験器
２…発光部
３…受光部
４…光／電気変換部
５…Ａ／Ｄ変換部
６…アンプ部
７…基本アベレージング部
８…掃引処理部
９…掃引パターン選択処理部
１１…表示処理部
１２…入力部
１３…表示部
２１…表示画面作成部
２２…表示情報登録部
２３…表示情報記憶部
２４…表示情報検索部
２５…表示最適化処理部
【図１】
0003605522.tif 000002
【図２】
0003605522.tif 000003
【図３】
0003605522.tif 000004
【図４】
0003605522.tif 000005
【図５】
0003605522.tif 000006
【図６】
0003605522.tif 000007
【図７】
0003605522.tif 000008
【図８】
0003605522.tif 000009
【図９】
0003605522.tif 000010
【図１０】
0003605522.tif 000011
【図１１】
0003605522.tif 000012
【図１２】
0003605522.tif 000013
【図１３】
0003605522.tif 000014
【図１４】
0003605522.tif 000015
【図１５】
0003605522.tif 000016
【図１６】
0003605522.tif 000017
【図１７】
0003605522.tif 000018