(57)【要約】【課題】発生頻度の少ない波形情報を喪失することなく表示する共に、トリガ長に依存せず適切な輝度がトリガ波形を表示することができる波形表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る波形表示装置は、複数のトリガ長ごとにトリガ波形を取り込むトリガ波形取込部と、トリガ長ごとに、トリガ波形を記憶する波形メモリと、トリガ長ごとに各トリガ波形をラスタ画像に夫々変換するラスタ画像変換部と、トリガ長ごとに、夫々のラスタ画像の画素値を加算して１つの画像を合成し、合成された前記各画像の各画素値に輝度係数を乗じて輝度画像を生成する輝度画像生成部と、表示デバイスと、１つの表示画像を記憶する表示画像メモリと、輝度画像と１つ前のフレーム周期の表示画像とを、夫々重み付け加算して表示画像を前記トリガ長ごとに生成し表示デバイスに出力する一方、表示画像メモリの記憶内容を更新する表示画像生成部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2009300114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号をサンプリングし、サンプリングした前記入力信号の波形が所定のトリガ条件を満たすたびに前記入力信号を指定された複数のトリガ長で夫々切り取り、前記トリガ長ごとにトリガ波形として取り込むトリガ波形取込部と、
前記トリガ長ごとに、最新のフレーム周期内で取り込まれた数だけトリガ波形を記憶する波形メモリと、
前記トリガ長ごとに、前記波形メモリに記憶された各トリガ波形を時間軸と振幅軸に対応する２次元のラスタ画像に夫々変換し、変換の際には前記各ラスタ画像に描画される波形の領域に対して所定の画素値を割り付けて変換するラスタ画像変換部と、
前記トリガ長ごとに、前記夫々のラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算することによって前記最新のフレーム周期に対応する１つの画像を合成し、合成された前記各画像から生成する輝度画像の輝度が前記トリガ長の長さにかかわらず略同一となるように、合成された前記各画像の各画素値に前記トリガ長ごとに求められる輝度係数を乗じ前記最新のフレーム周期に対応する前記トリガ長ごとの輝度画像を生成する輝度画像生成部と、
前記輝度画像から前記トリガ長ごとの表示画像を生成する表示画像生成部と、
所定のフレーム周期で前記表示画像を表示する表示デバイスと、
前記フレーム周期に対応する１つの表示画像を記憶する表示画像メモリと、
を備え、
前記表示画像生成部は、
前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像と、前記表示画像メモリから読み出した前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期の表示画像とを、夫々重み付けして加算することにより最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記トリガ長ごとに生成し、生成した前記トリガ長ごとの前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記表示デバイスに出力する一方、生成した前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記画像メモリに前記トリガ長ごとに記憶させて前記表示画像メモリの記憶内容を更新する、
ことを特徴とする波形表示装置。
【請求項２】
前記輝度画像生成部は、
前記最新のフレーム周期内で取り込まれた前記トリガ波形の数に基づいて、前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数を決定し、前記トリガ波形の数が多い場合は前記輝度係数を低くし、前記トリガ波形の数が少ない場合は前記輝度係数を高くすることで前記トリガ長の長さにかかわらず前記各輝度画像の輝度が略同一となるようにする、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項３】
前記輝度画像生成部は、
前記合成された各画像における前記加算された画素値の最大値に基づいて、前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数を決定し、前記加算された画素値の最大値が大きい場合は前記輝度係数を低くし、前記前記加算された画素値の最大値が小さい場合は前記輝度係数を高くすることで前記トリガ長の長さにかかわらず前記各輝度画像の輝度が略同一となるようにする、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項４】
前記輝度画像生成部は、
前記指定されたトリガ長と前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数とを関連付けるテーブルによって前記輝度係数を決定し、前記テーブルには、長いトリガ長に対しては大きな輝度係数が、短いトリガ長に対しては小さな輝度係数が関連付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項５】
前記輝度画像生成部は、
前記合成された各画像における前記加算された各画素の画素値に対して画素ごとに異なる輝度値の輝度画像を生成することが可能であり、
この場合において、前記加算された画素値が小さい場合は前記輝度値を高くし、前記前記加算された画素値の最大値が大きい場合は前記輝度値を低くする、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項６】
前記ラスタ画像変換部は、
前記波形の領域に対して画素値「１」を割り付ける一方、それ以外の領域に対して画素値「０」を割り付け、各トリガ波形を夫々２値化されたラスタ画像に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項７】
前記表示画像生成部は、
前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像に対しては（１−Ｗ）の重みで、前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期に前記表示デバイスに表示した表示画像に対してはＷの重みで重み付けして加算し、Ｗの値はゼロ以上で１以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項８】
入力信号をサンプリングし、サンプリングした前記入力信号の波形が所定のトリガ条件を満たすたびに前記入力信号を指定された複数のトリガ長で夫々切り取り、前記トリガ長ごとにトリガ波形として取り込み、
前記トリガ長ごとに、最新のフレーム周期内で取り込まれた数だけトリガ波形を波形メモリに記憶し、
前記トリガ長ごとに、前記波形メモリに記憶された各トリガ波形を時間軸と振幅軸に対応する２次元のラスタ画像に夫々変換し、変換の際には前記各ラスタ画像に描画される波形の領域に対して所定の画素値を割り付けて変換し、
前記トリガ長ごとに、前記夫々のラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算することによって前記最新のフレーム周期に対応する１つの画像を合成し、合成された前記各画像から生成する輝度画像の輝度が前記トリガ長の長さにかかわらず略同一となるように、合成された前記各画像の各画素値に前記トリガ長ごとに求められる輝度係数を乗じて前記最新のフレーム周期に対応する前記トリガ長ごとの輝度画像を生成し、
前記輝度画像から前記トリガ長ごとの表示画像を生成し、
所定のフレーム周期ごとに表示画像を表示し、
前記フレーム周期に対応する１つの表示画像を表示画像メモリに記憶する、
ステップを備え、
前記表示画像を生成するステップでは、
前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像と、前記表示画像メモリから読み出した前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期の表示画像とを、夫々重み付けして加算することにより最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記トリガ長ごとに生成し、
生成した前記トリガ長ごとの前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を表示し、
生成した前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記画像メモリに前記トリガ長ごとに記憶させて前記表示画像メモリの記憶内容を更新する、
ことを特徴とする波形表示方法。
【請求項９】
前記輝度画像を生成するステップでは、
前記最新のフレーム周期内で取り込まれた前記トリガ波形の数に基づいて、前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数を決定し、前記トリガ波形の数が多い場合は前記輝度係数を低くし、前記トリガ波形の数が少ない場合は前記輝度係数を高くすることで前記トリガ長の長さにかかわらず前記各輝度画像の輝度が略同一となるようにする、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【請求項１０】
前記輝度画像を生成するステップでは、
前記合成された各画像における前記加算された画素値の最大値に基づいて、前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数を決定し、前記加算された画素値の最大値が大きい場合は前記輝度係数を低くし、前記前記加算された画素値の最大値が小さい場合は前記輝度係数を高くすることで前記トリガ長の長さにかかわらず前記各輝度画像の輝度が略同一となるようにする、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【請求項１１】
前記輝度画像を生成するステップでは、
前記指定されたトリガ長と前記各画像の各画素値に乗じる輝度係数とを関連付けるテーブルによって前記輝度係数を決定し、前記テーブルには、長いトリガ長に対しては大きな輝度係数が、短いトリガ長に対しては小さな輝度係数が関連付けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【請求項１２】
前記最新フレーム周期内において発生頻度が少ないトリガ波形を強調して表示する低頻度波形強調モードを有しており、前記低頻度波形強調モードに設定された場合、
前記輝度画像を生成するステップでは、
前記合成された各画像における前記加算された各画素の画素値に対して画素ごとに異なる輝度係数を乗じることが可能であり、
前記加算された画素値が小さい場合は前記輝度係数を高くし、前記前記加算された画素値の最大値が大きい場合は前記輝度係数を低くする、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【請求項１３】
前記ラスタ画像に変換するステップでは、
前記波形の領域に対して画素値「１」を割り付ける一方、それ以外の領域に対して画素値「０」を割り付け、各トリガ波形を夫々２値化されたラスタ画像に変換する、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【請求項１４】
前記表示画像生成部は、
前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像に対しては（１−Ｗ）の重みで、前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期に前記表示デバイスに表示した表示画像に対してはＷの重みで重み付けして加算し、Ｗの値はゼロ以上で１以下である、
ことを特徴とする請求項８に記載の波形表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形表示装置及び波形表示方法に係り、特に、サンプリングした信号波形をデジタル化し、時間軸と振幅値の２次元で表示する波形表示装置及び波形表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアナログオシロスコープの多くは特殊なブラウン管を表示装置として使用している。この特殊なブラウン管は残光と呼ばれる表示特性を有している。残光とは、ブラウン管の表示素子の光が一定時間光り、時間とともに徐々にその光が消えていく特性である。アナログオシロスコープにおける残光特性は、出現頻度の低い稀な波形を人間の目に視認させやすいという利点があり、また周期的な波形に対しては同じ周期の波形が繰り返し描画されるため、その波形の頻度を視認できるという利点があった。
【０００３】
一方、近年では波形観測用の波形表示装置としてデジタルオシロスコープが主流となっており、表示装置も液晶ディスプレイ等のデジタル表示デバイスに置き換わってきている。このような状況でも、従来のアナログオシロスコープが持っていた残光特性は波形観測上極めて有用な特性であり、液晶ディスプレイ等のデジタル表示デバイスであっても残光特性を実現させたいという要望が強い。
【０００４】
デジタルオシロスコープでは、表示する画像を２次元配列などで表し、配列の各要素はデジタル表示デバイスの各ピクセルの情報を保持している。各ピクセルの情報としては、「０」または「１」の単１ビット表示、即ち、そのピクセルを単一の輝度で点灯するかしないかを決めるだけの情報のものや、複数ビット表示、即ち、そのピクセルを複数のレベルの輝度で点灯させることが可能な情報のものがある。複数ビット表示の場合には、時間経過に伴いその輝度を減少させることで従来の残光を表現することができる。
【０００５】
また、アナログオシロスコープとデジタルオシロスコープとでは、表示周期の点でも大きく異なっている。
【０００６】
アナログオシロスコープの場合、表示画面を水平に横切る（これを掃引と言う）電子ビームにより波形を表示している。従来のアナログオシロスコープでは掃引速度が非常に高速であり、例えば１秒間に１０，０００回程度の掃引が可能である。１回の掃引をアナログオシロスコープにおける画面更新と考えた場合、画面を１秒間に最大１０，０００回程度更新できることになる。このような高速な画面更新によって入力された信号波形の大部分を連続的に表示することができる。
【０００７】
一方、デジタルオシロスコープでは、画面の更新はデジタル表示デバイスのフレーム周期（以下、デジタルオシロスコープの画面の更新周期を単にフレーム周期と呼ぶ）に依存するため、例えば、１秒間に最大１００回程度の画面更新しか行うことができない。従って、同じ波形を同じ時間軸のスケールで表示させようとした場合、単に取り込んだ波形をそのまま表示させる手法では、デジタルオシロスコープではアナログオシロスコープで観測できる波形の１％の波形しか観測できないことになり、残りの９９％の波形については捨ててしまうということになる。
【０００８】
そこで、近年のデジタルオシロスコープでは、１つのフレーム周期内で取り込まれた波形を一定時間蓄積し、画面更新のタイミングになると、蓄積した波形を重ね合わせることにより、次のフレーム周期での表示画像を生成する手法のものが多い。この手法により、取り込んだ波形の情報を捨てることなく観測できるようにしている。
【０００９】
また、一般に波形観測では、入力波形から特定の条件を満たした波形のみを観察したいという場合が多い。従来のアナログオシロスコープでは、入力波形が特定の条件を満たしたときに掃引を行ってブラウン管に表示させる機能を有しており、掃引を開始するための信号をトリガと呼び、トリガを発生させる条件をトリガ条件と呼んでいる。
【００１０】
デジタルオシロスコープも同様にトリガによる表示機能を有している。トリガ条件には様々な種類があるが、代表的なものは波形の振幅値が所定の閾値以上になったか否かを判定する条件である。トリガ条件を満たした点（入力波形の振幅が閾値を超えた時刻）をトリガ点と呼ぶ。トリガ点から所定の期間だけ前の期間をプリトリガ期間と呼び、トリガ点から所定の期間だけ後の期間をポストトリガ期間と呼ぶ。また、プリトリガ期間とポストトリガ期間とを足し合わせた期間の長さをトリガ長と呼ぶ。このトリガ長内の波形をトリガ波形と呼ぶ。つまり、トリガ波形は、トリガ点の前後をトリガ長の時間長だけ入力波形から切り取った波形である。
【００１１】
特許文献１乃至３等には、デジタルオシロスコープの表示方法に関する技術が開示されている。
【００１２】
特許文献１には、一定数のトリガ波形をメモリに保持し、そのトリガ波形を重ね合わせることにより表示画像を作成する技術が開示されている。表示画像の作成では、時間の古い波形に対しては小さな輝度を、新しい波形に対しては大きな輝度を設定し、それぞれの輝度値を加算することにより残光特性を有した表示画像を作成している。
【００１３】
特許文献２には、一定数のトリガ波形を保持することなく、トリガ波形が発生した時点で表示画像に書き込む手法を開示している。また、一定間隔ごとに表示画像の輝度値を一定量だけ減算することにより残光特性を得る手法も開示されている。
【００１４】
また、特許文献３には、トリガ波形を一時的にメモリに取り込んで、取り込んだ波形を組み合わせる技術が開示されている。組み合わせの際には各トリガ波形を加算し、その結果を表示画像の輝度階調に合わせた輝度に変換している。そして、変換された画像を一定期間毎に表示画像メモリに転送して表示装置に表示している。
【特許文献１】特許第３８６１６３４号明細書
【特許文献２】特開２０００−２７２０号公報
【特許文献３】特許第３６４４８４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１には、メモリに保持した一定数のトリガ波形から残光特性を有する表示画像を生成する手法が開示されている。この手法では、トリガ波形保持用のメモリの大きさに依存して生成される画像の残光特性が決まり、メモリが大きければ大きいほど表現力の高い画像が生成できることになる。
【００１６】
しかしながら、例えば、１秒間継続する残光特性を得ようとした場合、波形のサンプリングレートを５００ＭＨｚ、サンプリングした波形データのビット長を８ビットと仮定すると、トリガ波形保持用のメモリの容量は５００ＭＢｙｔｅもの大容量が必要となる。
【００１７】
また、特許文献１に開示されている手法で残光特性を得ようとすると、表示画像の輝度が適切に設定できないという問題が生じる。特許文献１では、メモリ内の複数のトリガ波形に対し、トリガが発生した時間に応じて輝度値を割り当ててラスタ画像を生成している。そして、このラスタ画像を加算することによって古いトリガ波形ほど小さい輝度で表示され、新しいトリガ波形ほど大きい輝度で表示されるようにしている。
【００１８】
しかしながら、メモリ内に存在するトリガ波形の個数によって、加算されたラスタ画像の輝度の範囲が変わってしまうため、加算後の輝度の範囲が表示装置で表現できる限界を超えてしまった場合、輝度が飽和した波形が表示されることになる。一方、加算されたラスタ画像の輝度の範囲が表示装置で表現できる限界に比べて小さい場合、表示された波形のコントラストが小さくなるという問題が起こる。特許文献１では、割り当てる輝度値の値をユーザが指定できるようにしているが、トリガ波形の個数は入力波形がトリガ条件を満たすか否によって動的に変化するものである。従って、加算された輝度の範囲も動的に変化し、ユーザは割り当てる輝度値を動的な輝度変化に応じて変更する必要があり効率的でない。
【００１９】
特許文献２では、特許文献１におけるトリガ波形保持用のメモリの容量への依存の問題や、輝度の飽和の問題を避けるために、トリガ波形が発生した時点で一定値の輝度値を割り当ててラスタ画像を生成し、その時点での表示画像の輝度と新たに生成したラスタ画像の輝度とを比較し、大きい方の輝度を表示画像の各ピクセルに上書きする手法を開示している。残光特性は、一定期間ごとに表示画像の輝度を一定量だけ減らすことによって得ている。一方、トリガ長に比べてフレーム周期が長いときは、フレーム周期内に発生した複数のトリガ波形の論理和をとっており、各トリガ波形の頻度の情報が失われてしまう（単発的なトリガ波形や頻度の少ないトリガ波形の情報が失われる）ことになる。このため、生成される表示画像には、フレーム周期内の複数のトリガ波形のデータが正確に反映されないという問題がある。
【００２０】
特許文献３では、一定時間のトリガ波形を保持し、各トリガ波形の画像を加算して組み合わせることにより表示画像の輝度を求めており、フレーム周期内では頻度の少ないトリガ波形の情報を表現することができる。しかしながら、最終的に出力される画像に関しては特許文献２と同様に輝度の高い方のピクセルを上書きするという手法であるため、過去の画像に対しての頻度情報が失われることになる。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発生頻度の少ない波形情報を喪失することなく表示することができると共に、トリガ波形の数やトリガ長に依存せず適切な輝度でトリガ波形を表示することができる波形表示装置及び波形表示方法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】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明に係る波形表示装置は、入力信号をサンプリングし、サンプリングした前記入力信号の波形が所定のトリガ条件を満たすたびに前記入力信号を指定された複数のトリガ長で夫々切り取り、前記トリガ長ごとにトリガ波形として取り込むトリガ波形取込部と、前記トリガ長ごとに、最新のフレーム周期内で取り込まれた数だけトリガ波形を記憶する波形メモリと、前記トリガ長ごとに、前記波形メモリに記憶された各トリガ波形を時間軸と振幅軸に対応する２次元のラスタ画像に夫々変換し、変換の際には前記各ラスタ画像に描画される波形の領域に対して所定の画素値を割り付けて変換するラスタ画像変換部と、前記トリガ長ごとに、前記夫々のラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算することによって前記最新のフレーム周期に対応する１つの画像を合成し、合成された前記各画像から生成する輝度画像の輝度が前記トリガ長の長さにかかわらず略同一となるように、合成された前記各画像の各画素値に前記トリガ長ごとに求められる輝度係数を乗じ前記最新のフレーム周期に対応する前記トリガ長ごとの輝度画像を生成する輝度画像生成部と、前記輝度画像から前記トリガ長ごとの表示画像を生成する表示画像生成部と、所定のフレーム周期で前記表示画像を表示する表示デバイスと、前記フレーム周期に対応する１つの表示画像を記憶する表示画像メモリと、を備え、前記表示画像生成部は、前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像と、前記表示画像メモリから読み出した前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期の表示画像とを、夫々重み付けして加算することにより最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記トリガ長ごとに生成し、生成した前記トリガ長ごとの前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記表示デバイスに出力する一方、生成した前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記画像メモリに前記トリガ長ごとに記憶させて前記表示画像メモリの記憶内容を更新する、ことを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る波形表示方法は、入力信号をサンプリングし、サンプリングした前記入力信号の波形が所定のトリガ条件を満たすたびに前記入力信号を指定された複数のトリガ長で夫々切り取り、前記トリガ長ごとにトリガ波形として取り込み、前記トリガ長ごとに、最新のフレーム周期内で取り込まれた数だけトリガ波形を波形メモリに記憶し、前記トリガ長ごとに、前記波形メモリに記憶された各トリガ波形を時間軸と振幅軸に対応する２次元のラスタ画像に夫々変換し、変換の際には前記各ラスタ画像に描画される波形の領域に対して所定の画素値を割り付けて変換し、前記トリガ長ごとに、前記夫々のラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算することによって前記最新のフレーム周期に対応する１つの画像を合成し、合成された前記各画像から生成する輝度画像の輝度が前記トリガ長の長さにかかわらず略同一となるように、合成された前記各画像の各画素値に前記トリガ長ごとに求められる輝度係数を乗じて前記最新のフレーム周期に対応する前記トリガ長ごとの輝度画像を生成し、前記輝度画像から前記トリガ長ごとの表示画像を生成し、所定のフレーム周期ごとに表示画像を表示し、前記フレーム周期に対応する１つの表示画像を表示画像メモリに記憶する、ステップを備え、前記表示画像を生成するステップでは、前記最新のフレーム周期に対応する輝度画像と、前記表示画像メモリから読み出した前記最新のフレーム周期の１つ前のフレーム周期の表示画像とを、夫々重み付けして加算することにより最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記トリガ長ごとに生成し、生成した前記トリガ長ごとの前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を表示し、生成した前記最新のフレーム周期に対応する表示画像を前記画像メモリに前記トリガ長ごとに記憶させて前記表示画像メモリの記憶内容を更新する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る波形表示装置及び波形表示方法によれば、発生頻度の少ない波形情報を喪失することなく表示することができると共に、トリガ波形の数やトリガ長に依存せず適切な輝度でトリガ波形を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る波形表示装置及び波形表示方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
（１）第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係る波形表示装置１の構成例を示すブロック図である。波形表示装置１は、指定された複数のトリガ長に応じて異なった長さで入力信号を切り取り、指定されたトリガ長毎に波形表示することが可能に構成されている。指定されるトリガ長の数は特に限定するものではないが、以下では、２つのトリガ長が指定される場合を例として説明する。図１も、トリガ長Ａ及びトリガ長Ｂの２つのトリガ長で波形表示する波形表示装置１の構成例を示している。
【００２７】
波形表示装置１は、トリガ波形取込部１０、トリガ長Ａ用の波形メモリ２０ａ、トリガ長Ｂ用の波形メモリ２０ｂ、ラスタ画像変換部３０、輝度画像生成部５０、表示画像生成部７０、トリガ長Ａ用の表示画像メモリ８０ａ、トリガ長Ａ用の表示画像メモリ８０ｂ、表示デバイス９０等を備えて構成されている。
【００２８】
波形メモリ２０ａ、２０ｂや表示画像メモリ８０ａ、８０ｂはトリガ長の数に応じて２つ設けられているが、トリガ長の数の増減に応じてこれらのメモリの構成数を増減させればよい。また、これらのメモリを１つ或いは２つのハードウェアとして構成し、記憶領域の分割数をトリガ長の数に応じて適宜増減するようにしてもよい。
【００２９】
トリガ波形取込部１０は、入力信号をサンプリングし、サンプリングした入力信号の波形が所定の条件（トリガ条件）を満たすたびに入力信号を所定のトリガ長で切り取ってトリガ波形として取り込む。トリガ波形取込部１０は、Ａ／Ｄ変換器１１、バッファメモリ１２、及びトリガ条件判定部１３を有している。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１１では、アナログ入力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換している。デジタル信号に変換された入力信号はバッファメモリ１２に出力され、ここで一時的に保存される。バッファメモリ１２に保存されるデータは、時間と振幅値のデータ対であり、これらが、例えばサンプリングされた時間順に格納されることになる。
【００３１】
トリガ条件判定部１３は、バッファメモリ１２に保存された時間と振幅値のデータ対がトリガ条件を満たしているか否かを判定し、トリガ条件を満たしている場合はトリガ波形として抽出し、後段の波形メモリ２０ａ、２０ｂにトリガ波形の単位で保存していく。
【００３２】
トリガ条件には様々な種類があるが、代表的なものは波形の振幅値が所定の閾値（トリガレベルとも呼ばれる）以上になったか否かを判定する条件である。前述したように、トリガ条件を満たした点（入力波形の振幅が閾値を超えた時刻）をトリガ点、トリガ点から所定の期間だけ前の期間をプリトリガ期間、トリガ点から所定の期間だけ後の期間をポストトリガ期間と呼び、また、プリトリガ期間とポストトリガ期間とを足し合わせた期間の長さをトリガ長と呼んでいる。トリガ長内の波形がトリガ波形であり、トリガ波形は、トリガ点の前後をトリガ長の時間長だけ入力波形から切り取った波形である。
【００３３】
トリガレベルやトリガ長等のトリガ条件は、通常ユーザによって変更可能に設定される諸元であるが、所定の固定値であってもよい。
【００３４】
波形メモリ２０ａには、バッファメモリ１２から切り取られたトリガ長Ａの長さのトリガ波形が記憶され、波形メモリ２０ｂには、バッファメモリ１２から切り取られたトリガ長Ｂの長さのトリガ波形が記憶される。波形メモリ２０ａ、２０ｂ内に記憶されるデータとしては、時間と振幅値のデータ対であってもよいし、これらのデータが保存されているバッファメモリ１２のアドレスでもよい。
【００３５】
図２は、トリガ波形の概念を示す図である。図２（ａ）及び図（ｃ）が入力信号の波形であり、バッファメモリ１２に一時的の保存される波形である。一方、図２（ｂ）は、トリガ条件を満たすトリガ長Ａのトリガ波形を例示しており、波形メモリ２０ａに記憶される波形である。また、図２（ｄ）は、トリガ条件を満たすトリガ長Ｂのトリガ波形を例示しており、波形メモリ２０ｂに記憶される波形である。波形メモリ２０ａ、２０ｂにバッファメモリ１２のアドレスを記憶する場合には、図２（ｂ）及び（ｄ）は、そのアドレスから参照されるバッファメモリ１２内の波形ということになる。
【００３６】
本実施形態に係る波形表示装置１の特徴の１つは、バッファメモリ１２や波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶させるデータ量が少ない場合であっても十分な残光特性を実現することができる点にある。具体的には、図２に示したように、バッファメモリ１２や波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶させるデータ量として、表示デバイス９０の表示画像の１更新周期、即ち１フレーム周期分としている。表示デバイス９０が１秒間に１００回のフレームレートであるとすると、１フレーム周期は１０ｍｓである。つまり、バッファメモリ１２や波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶させるデータ量は高々１０ｍｓ分のデータで十分である。
【００３７】
従来、例えば１秒の残光特性を得ようとしたばあい、少なくとも１秒（１０００ｍｓ）分のデータを保持しておく必要があったが、本実施形態に係る波形表示装置１では、この１／１００のメモリ容量としている。具体的な残光特性の実現方法については後述する。
【００３８】
なお、波形メモリ２０ａ、２０ｂにアドレスではなく時間と振幅値のデータ対を記憶させる場合であっても、トリガ条件を満たす波形だけがトリガ波形として切り出されるため、各波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶されるデータ量の方がバッファメモリ１２に記憶されるデータ量よりも通常少ない。
【００３９】
各波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶されるトリガ波形の各データ長は設定されるトリガ長（この場合、トリガ長Ａとトリガ長Ｂ）によって決まるため、同じ大きさとなる。しかしながら、各波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶されるトリガ波形の数（ｍ）は、トリガ長によって大きく変動する。トリガ長が短く設定されている場合（図２におけるトリガ長Ａの場合）にはトリガ波形の数は多くなる。例えば、フレーム周期が１０ｍｓで、トリガ長が１００μｓとすると、トリガ波形の数は最大で１０００となる。一方、トリガ長が長く設定されている場合（図２におけるトリガ長Ｂの場合）にはトリガ波形の数は少なくなる。フレーム周期が同じ１０ｍｓであっても、設定されたトリガ長が５ｍｓの場合には、トリガ波形の数は最大でも２である。
【００４０】
図３は、波形表示装置１の処理の一例を示すフローチャートであるが、ここまで説明してきた内容は、図３のステップＳＴ１からステップＳＴ４、及びステップＳＴ５ａ、５ｂ、ステップＳＴ６ａ、６ｂまでの処理に該当する。本実施形態に係る波形表示装置１では、トリガ長Ａとトリガ長Ｂに対して、実質的に同じ内容の処理を並列に行っており、図３のフローチャートではトリガ長Ａに対する処理とトリガ長Ｂに対する処理をステップ番号のサフィックスａ、ｂで区別している。
【００４１】
ステップＳＴ２からステップＳＴ１４ａ、１４ｂまでの処理は、同一のフレーム周期内の処理であり、フレーム周期の更新によってこれらの処理が繰り返される。
【００４２】
なお、図３に示したフローチャートでは、トリガ長Ａとトリガ長Ｂに対する処理を並列に処理する例を示しているが、同一のフレーム周期内で、いずれか一方のトリガ長に対する処理を先に行い、その後他方のトリガ長に対する処理を行う直列処理の形態でも良い。
【００４３】
ステップＳＴ１では、トリガレベル、トリガ長等のユーザが設定したトリガ条件を入力する。ステップＳＴ２は表示デバイス９０のフレーム周期が更新されることを示している。ステップＳＴ３からステップＳＴ６ａ、６ｂまでの処理が前述した入力信号からトリガ長を切り取り、トリガ長ごとにトリガ波形として波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶する処理である。
【００４４】
ステップＳＴ７ａ、７ｂは、波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶されている１フレーム分のトリガ波形をトリガ長ごとに夫々読み出して２次元のラスタ画像４０ａ、４０ｂに変換する処理であり、この処理はラスタ画像変換部３０で行われる。
【００４５】
波形メモリ２０ａ、２０ｂ（或いは、波形メモリ２０ａ、２０ｂに記憶されているアドレスから参照されるバッファメモリ１２）には、トリガ長の長さに応じた時間と振幅値のデータ対がトリガ波形として記憶されている。ラスタ画像変換部３０では、これらのデータを表示デバイス９０の表示画面の解像度に応じた２次元のラスタ画像に変換している。各ラスタ画像の横軸は時間であり、縦軸はトリガ波形の振幅値となる。
【００４６】
ラスタ画像に変換する際には、ラスタ画像の中に描画されるトリガ波形の存在する領域とトリガ波形の背景領域（トリガ波形が描画されない領域）とに夫々所定の画素値を割り付ける必要がある。本実施形態では、トリガ波形の領域に対してはビット「１」を、それ以外の背景領域には、ビット「０」を夫々画素値として割り付けて、「１」と「０」の２値で表される２値化ラスタ画像に変換している。
【００４７】
図４（ａ）乃至（ｃ）は、トリガ長Ａの３つのトリガ波形（１）、（２）、（３）から２値化ラスタ画像に変換する様子を模式的に例示した図である。図４では、表示デバイスの解像度を横方向（時間軸）に１３ピクセル、縦方向（振幅軸）に９ピクセルとして簡略化して図示している。
【００４８】
各トリガ波形の時間軸方向のデータ数と表示デバイス９０の横方向の解像度は一般には一致しない。同様に、トリガ波形の振幅値の分解能（Ａ／Ｄ変換器の分解能）と表示デバイス９０の縦方向の解像度も一致しない。そこで、ラスタ画像変換部３０では、トリガ波形の時間軸方向のデータ数や振幅値の分解能を表示デバイス９０の解像度に一致させるための拡大・縮小処理も行っている。例えば、トリガ長が短くてトリガ波形の時間軸方向のデータ数が画素数よりも少ない場合は補間処理等によってトリガ波形を時間軸方向に拡大してラスタ画像化を行っている。逆に、トリガ長が長くてトリガ波形の時間軸方向のデータ数が画素数よりも多い場合は間引き処理等によってトリガ波形を時間軸方向に縮小してラスタ画像化を行っている。
【００４９】
ラスタ画像とトリガ波形とは夫々のトリガ長において１対１に対応しており、ラスタ画像変換部３０にて変換されるラスタ画像の数は、１フレーム周期内のトリガ波形の数と一致している。変換されたラスタ画像は一時的に適宜のメモリに保存されるが、各ラスタ画像は２値化されているため、この一時的な保存メモリは小さな容量のもので十分である。
【００５０】
ステップＳＴ８ａ、８ｂでは、トリガ長ごとに、夫々のラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算して、１つのフレーム周期で１つの加算合成画像を生成している。
【００５１】
ステップＳＴ９ａ、９ｂでは、トリガ長ごとに輝度係数Ｋを求めている。第１の実施形態では、輝度係数Ｋをトリガ長ごとに設定されている輝度係数テーブルから求めている。
【００５２】
次に、ステップＳＴ１０ａ、１０ｂで、トリガ長ごとに、加算合成画像の各画素値に求めた輝度係数Ｋを乗じて輝度画像を生成している。
【００５３】
上述したステップＳＴ８ａ、８ｂからステップＳＴ１０ａ、１０ｂまでの処理は輝度画像生成部５０で行っている。
【００５４】
図５（ａ）乃至図５（ｆ）は、トリガ波形から輝度画像が生成されるまでの一連の処理の流れを説明する図である。なお、図５（ｂ）乃至図５（ｆ）では、表示デバイスの解像度をさらに簡略化して、横方向（時間軸）に５ピクセル、縦方向（振幅軸）に３ピクセルとして例示している。
【００５５】
図５（ａ）は、入力信号の波形を模式的に示しており、併せて、１フレーム周期内において点線枠で囲んだ３つのトリガ波形が取り込まれる様子を例示している。
【００５６】
図５（ｂ）乃至（ｄ）は、３つのトリガ波形から生成される３つの２値化ラスタ画像を示す図である。輝度画像生成部５０では、各ラスタ画像の同一画素位置の画素値を加算して、図５（ｅ）に示す加算合成画像をまず生成する。
【００５７】
各ラスタ画像の画素値は「１」又は「０」の２値であるため、加算合成画像における画素値は、ラスタ画像の数に依存した大きさとなる。図５の例では、ラスタ画像の数は１フレーム周期で３つであると仮定しているため、加算合成画像の画素値は０〜３の範囲の値をとり得る。
【００５８】
輝度画像生成部５０では、次に、加算合成画像の各画素値に乗ずべき輝度係数をＫ求め、この輝度係数Ｋを加算合成画像の各画素値に乗じて輝度画像を生成する。
【００５９】
輝度画像の各画素の輝度は、加算合成画像の各画素値に均一な輝度係数を乗じて決定されるため、輝度画像の輝度は、加算合成画像の各画素値の大きさに依存することになる。
【００６０】
一般に、加算合成画像の画素値の大きさは、１フレーム周期内でのトリガ波形の発生頻度に依存して変化する。１フレーム周期内に周期的なトリガ波形が多く含まれる場合は、同じ画素位置で画素値「１」が多数加算されるため、周期的なトリガ波形に対応する加算合成画像の画素値は大きな値となる。逆に、異常波形等の発生頻度が少ないトリガ波形は加算される回数が少ないため（場合によっては全く加算されずに画素値「１」のままであるため）加算合成画像の画素値は小さな値となる。
【００６１】
従来のアナログオシロスコープでは、頻度の高い周期的な波形は明るく表示され、頻度の低い異常波形等は暗く表示されており、ユーザは表示される波形の輝度から波形の発生頻度をある程度認識することが可能であった。本実施形態に係るデジタル方式による波形表示装置１においても、トリガ波形の頻度は加算合成画像の各画素値の大きさとして表現され、この画素値の大きさが輝度画像の輝度に対応するようになっている。このため、頻度の高い周期的な波形は輝度画像上明るく表示され、頻度の低い波形は輝度画像上暗く表示されることになり、従来のアナログオシロスコープと同様にトリガ波形の発生頻度を輝度画像の輝度情報から視認することが可能となっている。
【００６２】
一方、トリガ長の設定によっても加算合成画像の画素値は変化する。トリガ長を短く設定すると、トリガレベルの設定にもよるが、通常１フレーム内のトリガ波形の数は多くなるため、加算合成画像の画素値は大きな値となる。また、逆にトリガ長を長く設定すると、１フレーム内のトリガ波形の数は少なくなるため、加算合成画像の画素値は小さな値となる。このため、トリガ長の設定を無視して同じ輝度係数を加算合成画像に乗じてしまうと、短いトリガ長に対しては輝度が高くなりすぎて飽和してしまう可能性があり、逆に長いトリガ長に対しては輝度が低くなりすぎて視認が困難となってしまう可能性がある。
【００６３】
また、複数のトリガ長が指定される場合、通常は夫々異なった長さのトリガ長が指定される。この場合、指定されたトリガ長によって表示される波形の輝度が異なってしまうことになる。また、一方のトリガ長では輝度が高すぎて飽和し、他方のトリガ長では輝度が低すぎるという場合も十分考えられる。
【００６４】
そこで、第１の実施形態に係る波形表示装置１では、指定されるトリガ長ごと適切な輝度係数Ｋを選択し、指定されたトリガ長の大きさにかかわらず、最大輝度が常に適正な範囲に収まるようにしている。具体的には、図５に示したように、トリガ長と適切な輝度係数とを関連付けた輝度係数テーブル２００を輝度画像生成部５０に予め設けておき、ユーザによって指定されたトリガ長に応じてこのテーブルから適切な輝度係数を求めるようにしている。図５に示した例では、１つのトリガ長Ａとして１００が指定された場合には、輝度係数Ｋ（Ｋ＝１２７）が選択され、加算合成画像（図５（ｅ））の各画素値に輝度係数１２７が乗じられ、輝度画像（図５（ｆ））が生成されることになる。
【００６５】
他方、図示は省略しているが、他のトリガ長Ｂとしてトリガ長Ａの半分の５０が指定された場合には、輝度係数Ｋとしては６０が選択されることになる。トリガ長Ｂはトリガ長Ａの半分の長さであるため、１フレーム周期内のトリガ波形の数はトリガ長Ａの場合に対して２倍となり、加算合成画像の各画素値の値も２倍となるが、約半分の値の輝度係数が選択されることによって、輝度画像の最大輝度をほぼ同じ値とすることができる。
【００６６】
このようにして輝度画像が生成される。生成された輝度画像に対してさらに残光特性を付加して表示画像を生成する。そして、生成した表示画像を表示デバイス９０に出力している。輝度画像から表示画像を生成する処理は、表示画像生成部７０で行っている。
【００６７】
表示画像の生成処理として、まずステップＳＴ１１ａ、１１ｂにて、表示画像メモリ８０ａ、８０ｂにトリガ長ごとに保存されている１つ前のフレーム周期の表示画像を読み出す。そして、トリガ長ごとに、読み出した１つ前のフレーム周期の表示画像の各画素に重みＷを乗じる一方、輝度画像生成部５０で生成した現在の最新フレーム周期の輝度画像の各画素に重み（１−Ｗ）を乗じ、両者を加算して最新のフレーム周期の表示画像を生成する（ステップＳＴ１２ａ、１２ｂ）。即ち、トリガ長ごとに、次の(式１)の演算を画素ごとに行う。
【００６８】
（最新のフレーム周期の表示画像の輝度値）＝（Ｗ）×（１つ前のフレーム周期の表示画像の輝度値）＋（１−ｗ）×（最新のフレーム周期の輝度画像の輝度値）    （式１）
（式１）によって得られた最新のフレーム周期の表示画像をトリガ長ごとに表示デバイス９０に出力して表示する（ステップＳＴ１３ａ、１３ｂ）。トリガ長ごとの波形表示は、表示デバイス９０の画面を切り換えて表示してもよいし、同じ画面に異なるトリガ長の波形を並べて表示させても良い。
【００６９】
また、この最新のフレーム周期の表示画像をトリガ長ごとに表示画像メモリ８０ａ、８０ｂに記憶し、表示画像メモリ８０ａ、８０ｂの内容を更新する（ステップＳＴ１４ａ、１４ｂ）。更新した最新のフレーム周期の表示画像は、次のフレーム周期で読み出され、（式１）の演算に利用される。
【００７０】
図６は、上述した表示画像の生成概念を説明した図である。ここで、重みＷは、０＜Ｗ＜１、の範囲でユーザによって設定される値である。重みＷは１よりも小さな値であるため、(式１)の演算により、過去のフレーム周期の表示画像との最新のフレーム周期の輝度画像とが異なる場合は、過去のフレーム周期の表示画像の輝度値はフレーム周期ごとに徐徐に小さくなり、残光特性を実現することができる。また、設定するＷの値によって異なる残光特性を得ることができる。例えば、Ｗを１に近い値に設定すると残光時間は長くなり、フレーム周期の何１０倍もの長い残光特性を実現することもできる。逆にＷを０に近い値に設定すると残光時間は短くなり、数フレーム以下の短い残光特性を実現することもできる。ちなみに、重みＷをゼロに設定すれば、残光特性の全く無い表示画像となり、重みＷを１に設定すれば設定時点の表示画像がフリーズされた表示画像となる。
【００７１】
過去のフレーム周期の表示画像との最新のフレーム周期の輝度画像とが同じである場合には、どのような重みＷに設定しても夫々の重みの合計値は常に１であるため、同じ画像が同じ輝度で維持され、輝度飽和が生じることはない。
【００７２】
一方、２つの重みＷ１、Ｗ２をユーザから設定できるようにしてもよい。この場合、最新のフレーム周期の表示画像の各画素の輝度値は、次の(式２)の演算によって求めることになる。
【００７３】
（最新のフレーム周期の表示画像の輝度値）＝（Ｗ１）×（１つ前のフレーム周期の表示画像の輝度値）＋（Ｗ２）×（最新のフレーム周期の輝度画像の輝度値）      （式２）
この場合、設定する各重みＷ１とＷ２の値によっては輝度飽和が発生する場合もあり得るが、パラメータが１つから２つになったことにより、より柔軟性が高くきめ細かな残光特性を得ることが可能となる。
【００７４】
このように、第１の実施形態に係る波形表示装置１によれば、１フレーム周期分のみのトリガ波形を記憶する波形メモリ２０とバッファメモリ１２、及び１つ前のフレーム周期の１つの表示画像のみを記憶する表示画像メモリによって、フレーム周期の数倍、或いは何十倍もの残光時間を有する残光特性を実現することができる。このため、従来のように残光時間に相当する量だけ波形をメモリに保存する方式に比べるとメモリ容量の大幅な節約が可能となる。
【００７５】
また、表示画像の元となる輝度画像はフレーム周期内で検出された各トリガ波形を総て加算合成して生成しており、フレーム周期内に１回だけ発生するような異常波形であっても取りこぼすことなく表示画像に反映される。また、表示画像の輝度にはフレーム周期内でのトリガ波形の発生頻度が反映され、発生頻度が高いトリガ波形の輝度は高く、発生頻度が低い高いトリガ波形の輝度は低くなり、より精度の高い波形観測が可能となる。
【００７６】
さらに、第１の実施形態に係る波形表示装置１では、指定されるトリガ長ごと適切な輝度係数Ｋを輝度係数テーブルから選択し、指定されたトリガ長の大きさにかかわらず、最大輝度が常に適正な範囲に収まるようにしている。この結果、短いトリガ長に対して輝度が高くなりすぎて飽和してしまうこともなく、逆に長いトリガ長に対しても輝度が低くなりすぎて視認困難となってしまうこともない。
【００７７】
（２）第２の実施形態
図７は、第２の実施形態に係る波形表示装置１における輝度画像生成方法の概念を示す図である。図７（ａ）乃至図７（ｅ）は、図６（ａ）乃至図６（ｅ）と同じ図であり、加算合成画像（図７（ｅ））から輝度画像（図７（ｆ））を生成する方法が第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態では、輝度画像を生成するための輝度係数Ｋを、トリガ長と関連付けられた輝度係数テーブルから求めているのに対して、第２の実施形態では、輝度係数Ｋを１フレーム周期内のトリガ波形の数から求めるようにしている。例えば、次の（式３）から輝度係数Ｋを求めている。
【００７８】
輝度係数Ｋ＝（最大輝度諧調）／（１フレーム周期内のトリガ波形の数）    （式３）
最大輝度諧調は、表示デバイス９０の諧調特性によって定まり、表示デバイス９０が８ビットで輝度を表現する場合には、２５５（＝２８−１）となる。また、１フレーム周期内のトリガ波形の数は輝度画像生成部５０が、トリガ波形の数（又はこれと同じ２値化ラスタ画像の数）をカウントすることによって得られる。
【００７９】
最大輝度諧調が２５５（８ビット）の場合、図７に例示したようにトリガ波形の数が３のときには、輝度係数Ｋは８５となる。
【００８０】
指定されるトリガ長が短いとトリガ波形の数は多くなり、指定されるトリガ長が長いとトリガ波形の数は少なくなる。結果的に、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に指定されるトリガ長の長さにかかわらず、輝度画像の最大輝度を適正な範囲に設定することが可能となる。
【００８１】
なお、加算合成画像の画素値の最大値は、加算される２値化ラスタ画像の数、即ちトリガ波形の数によって直接的に定まる。トリガ波形の数はトリガ長と強い相関があるが、トリガレベルによっても変化する。その意味では、第２の実施形態は、トリガレベルの設定に起因してトリガ波形の数が変化しても、輝度画像の最大輝度を所定の設定範囲に維持することが可能である。
【００８２】
（３）第３の実施形態
図８は、第３の実施形態に係る波形表示装置１における輝度画像生成方法の概念を示す図である。図８（ａ）乃至図８（ｅ）は、図６（ａ）乃至図６（ｅ）と同じ図であり、加算合成画像（図８（ｅ））から輝度画像（図８（ｆ））を生成する方法が第１及び第２の実施形態と異なっている。第１の実施形態では輝度係数テーブルから、また、第２の実施形態ではトリガ波形の数から輝度係数Ｋを求めているのに対して、第３の実施形態では、輝度係数Ｋを加算合成画像内の最大画素値から求めるようにしている。例えば、次の（式４）から輝度係数Ｋを求めている。
【００８３】
輝度係数Ｋ＝（最大輝度諧調）／（加算合成画像の最大画素値）    （式４）
ここで、最大輝度諧調は、前述と同様に表示デバイス９０の諧調特性によって定まる値であり、表示デバイス９０が８ビットで輝度を表現する場合には、２５５（＝２８−１）となる。一方、加算合成画像の最大画素値は、輝度画像生成部５０が自ら生成する加算合成画像の各画素値をサーチしてその最大値を求めることによって得られる。
【００８４】
最大輝度諧調が図７と同様に２５５（８ビット）の場合、図８に例示した加算合成画像の最大画素値は２であるから、輝度係数Ｋは、（式４）から得られる値（２５５／２＝１２７．５）を整数化して１２７となる。
【００８５】
トリガ波形の数が同じであっても、加算合成されるトリガ波形の形状が異なっていると、加算合成画像の画素値は必ずしも同じとはならない。１フレーム周期内に周期性の低いランダムなトリガ波形が多く含まれていると、加算合成画像は小さな値の画素値が広く分布する画像となる。このため、輝度画像の輝度は低くなる。第３の実施形態では、１フレーム周期内に周期性の低いトリガ波形が多く含まれる場合でも、輝度画像の最大輝度を所定の設定範囲に維持することができる。
【００８６】
上述したように、第１乃至第３の実施形態に係る波形表示装置１では、輝度画像の最大輝度を、トリガ長、トリガ波形の数或いはトリガ波形の種類が異なる場合であっても、所定の適正範囲に維持することが可能である。
【００８７】
図９は、従来手法による観測波形の輝度表示と本実施形態による輝度表示とをシミュレーションによって比較した図である。
【００８８】
図９（ａ）と図９（ｂ）は、同じデータを異なるトリガ長で観測したときに出力された画像で、加算合成画像の各画素の画素値に、トリガ長にかかわらず一定の輝度係数を乗じて輝度画像を生成した場合（従来手法）の波形表示例を示したものである。図９（ａ）の画像では加算合成画像の画素値に対する輝度係数の設定が悪いため波形が飽和している(波形を示す線が太い帯状の線になってしまっている)。また、図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較すると、同じ波形を同じ収集時間で取得しているにもかかわらず、図９（ａ）の方が全体的に明るく、図９（ｂ）の方は全体的に暗くなっていることがわかる。これは、指定されるトリガ長の長さによって、１フレーム周期内で検出されるトリガ波形の数が異なるため、トリガ波形の数が少ない(トリガ長が長い)場合には輝度が小さくなり、トリガ波形の数が多い(トリガ長が短い)場合には輝度が大きくなるためである。
【００８９】
一方、図９（ｃ）、図９（ｄ）は、第２の実施形態に係る輝度画像生成方法によって生成した観測波形の表示例であり、元データは図９（ａ）、図９（ｂ）と同じものを用いている。
【００９０】
図９（ｃ）と図９（ａ）とを比較すると図９（ｃ）の方は輝度の飽和が発生しておらず良好なコントラストを持っている。また、図９（ｃ）と図９（ｄ）とを比較すると、従来手法で見られた欠点、即ち、トリガ長が長いと暗く、トリガ長が短いと明るいといった現象は見られないことがわかる。
【００９１】
このように、本実施形態によれば、トリガ長が異なる場合であっても、夫々の波形の輝度を適切に設定することが可能であり、両者を人間の目で比較しやすいという効果が得られる。
【００９２】
（４）第４の実施形態
図１０は、第４の実施形態に係る波形表示装置１における輝度画像生成方法の概念を示す図である。図１０（ａ）乃至図１０（ｅ）は、図６（ａ）乃至図６（ｅ）と同じ図であり、加算合成画像（図１０（ｅ））から輝度画像（図１０（ｆ））を生成する方法が第１乃至第３の実施形態と異なっている。
【００９３】
第１乃至第３の実施形態では、加算合成画像の総ての画素値に同一の輝度係数Ｋを乗じて適切な輝度の輝度画像を生成している。この場合、加算合成画像の画素値は、発生頻度が少ないトリガ波形（即ち、異常波形）では小さな値となり、発生頻度が高いトリガ波形では大きな値となる。従って輝度画像の輝度も発生頻度が高いトリガ波形の方が異常波形のトリガ波形よりも高くなる。
【００９４】
これに対して、第４の実施形態では、発生頻度が少ないトリガ波形に対しては高い輝度を設定し、逆に発生頻度の高いトリガ波形に対しては低い輝度を設定することにより、異常波形を目立たせて観測し易くしている。
【００９５】
このため、第４の実施形態では、加算合成画像の各画素値から画素ごとに輝度画像の輝度値を求める形態としている。具体的には、次の（式５）、（式６）によって輝度画像の輝度値を求めている。
【００９６】
輝度画像の画素ごとの輝度値＝
(最大輝度諧調)*(１−((加算合成画像の画素値)−１)／(加算合成画像の最大画素値))
（加算合成画像の画素値≠０の場合）    （式５）
輝度画像の画素ごとの輝度値＝０  （加算合成画像の画素値≠０の場合）    （式６）
（式５）及び（式６）によれば、最大輝度諧調が２５５であるとし、加算合成画像の最大画素値が２であるとすると、画素値１に対応する輝度画像の輝度値は２５５となり、画素値２に対する輝度値は、１２７（１２７．５の整数化）となる（図１０（ｆ）の例）。
【００９７】
また、最大輝度諧調が２５５であるとし、加算合成画像の最大画素値が４であるとすると、加算合成画像の画素値０、１、２、３、及び４に対応する輝度画像の輝度値は、それぞれ、０、２５５、１９１、１２８、及び６４となる。このように、加算合成画像の画素値が小さい程（即ち、トリガ波形の発生頻度が低い程）、輝度画像の輝度値を高く設定して強調することが可能であり、異常波形を容易に視認することができる。
【００９８】
なお、第１乃至第３の実施形態を通常の観測モードとすると、第４の実施形態は、いわば低頻度波形強調モードということになる。
【００９９】
以上説明してきたように、本実施形態に係る波形表示装置１及び波形表示方法によれば、発生頻度の少ない波形情報を喪失することなく表示することができると共に、トリガ波形の数やトリガ長に依存せず適切な輝度でトリガ波形を表示することができる。また、発生頻度の低い波形を強調して表示することもできる。
【０１００】
なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波形表示装置の構成例を示すブロック図。
【図２】入力信号と波形表示装置に取り込まれるトリガ波形の一例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る波形表示装置の処理例を示すフローチャート。
【図４】トリガ波形と２値化ラスタ画像の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係るトリガ波形から輝度画像の生成概念を示す図。
【図６】残光特性を有する表示画像の生成方法の概念を示す図。
【図７】第２の実施形態に係るトリガ波形から輝度画像の生成概念を示す図。
【図８】第３の実施形態に係るトリガ波形から輝度画像の生成概念を示す図。
【図９】第１乃至第３の実施形態における輝度画像と従来手法による輝度画像とを比較する図。
【図１０】第４の実施形態に係るトリガ波形から輝度画像の生成概念を示す図。
【符号の説明】
【０１０２】
１  波形表示装置
１０  トリガ波形取込部
２０ａ、２０ｂ  波形メモリ
３０  ラスタ画像変換部
４０ａ、４０ｂ  ラスタ画像
５０  輝度画像生成部
７０  表示画像生成部
８０ａ、８０ｂ  表示画像メモリ
９０  表示デバイス
【図１】
2009300114.tif 000003
【図２】
2009300114.tif 000004
【図３】
2009300114.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009300114.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009300114.tif 000009
【図８】
2009300114.tif 000010
【図９】
2009300114.tif 000011
【図１０】
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