JP2000171484A - 波形表示装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、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。 【解決手段】 複数回の連続した波形測定が行われると
きに、各測定の測定波形を加算平均し又は新たな測定結
果で測定波形を更新し、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単位における所定大きさの垂直スケ
ールを所定数掛けて得られる大きさとなるように、更新
表示画面を作成する表示画面作成手段２１と、測定波形
の二次微分値と垂直スケールの大きさとが、所定の関係
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２５とを備えた波形表示装
置。

Description

【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。

【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値等は測定開始時には適切
なものではなく、例えば垂直スケールについてはスケー
ル値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
の単位における所定大きさの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と垂直スケールの大きさとが所定
の関係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
結果波形の二次微分値と垂直スケールとの大きさが所定
の関係を有しかつ前回の垂直スケールよりも前記所定大
きさが小さくなるように選択された垂直スケールに基づ
いて、又は同選択が不可の場合は前回の垂直スケールに
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
ルの値よりも大きい場合に、当該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、又は同算出
が不可の場合は前回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
ータの単位における所定大きさの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
値と垂直スケールの大きさとが、所定の関係になるよう
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、前記
更新すべき表示画面を作成し、表示最適化手段は、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１
３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。

【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、BH
scale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２
２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（ｓ
２）。

【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２
４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（ｓ
５−１，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Vsca
le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BDda
taP[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（ｕ
１）、小区間についての二次差分値ｄを算出する（ｕ
２）。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（ｕ
７）。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BDdata
P[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（ｖ
５）。 ［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（ｗ
３）。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（ｗ
４）。

【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〜ｕ
６）。

【００９２】次に、計算スケール比DdataP[0]及びDdata
P[1]が算出される（ｘ２）。なお、計算スケール比Ddat
aP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BV
scale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B
Vscale、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（ｙ
４）。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０．５
ｄB／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（ｚ
１）、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（ｚ
５）。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（ｚ１
０）。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（ｚ
６）。

【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Vs
hift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（ａ
５）。

【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１
６（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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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、測定波形データの単位にお
   ける所定大きさの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と垂
   直スケールの大きさとが所定の関係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
   の二次微分値と垂直スケールとの大きさが所定の関係を
   有しかつ前回の垂直スケールよりも前記所定大きさが小
   さくなるように選択された垂直スケールに基づいて、又
   は同選択が不可の場合は前回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。
2. 【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の値より
   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、又は同算出が不可
   の場合は前回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。
3. 【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、測定波形データの単位にお
   ける所定大きさの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と垂直スケールの大きさと
   が、所定の関係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
   とを備えたことを特徴とする波形表示装置。
4. 【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、前記更新すべき表示画面を
   作成し、 前記表示最適化手段は、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。
5. 【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、測定波形データの単位にお
   ける所定大きさの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と垂直スケールの大きさと
   が、所定の関係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。